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1.1教材的選編分析化學是一門綜合性的藥學專業必修課程,它涉及到綜合的化學學科知識,理論性強、內容廣泛、學科交叉性強,同時它又是一門發展速度很快的學科。作為藥學生,分析化學課程對其尤其顯得重要。結合藥學類卓越工程師人才培養的需求,在教材建設上,精選內容、突出藥學特色及儀器分析的不斷更新性和實踐性。如選擇了適合教學的《分析化學》和《分析化學實驗與指導》(雙語)普通高等教育‘十一五’國家級規劃教材,這兩本教材知識體系清楚,內容深入淺出,極具藥學特色。同時,筆者為配合實踐教學,制作了實驗雙語教學掛圖、錄制了實驗操作示范錄像,建成并不斷完善了教學活動中所需要的素材、手段與相關網絡資源。
1.2教學內容的與時俱進分析化學課程的主要內容是各種分析方法的基本理論、基本知識和基本技能。因此在教學內容的構建過程中,一方面既要強調學科整體基礎教學,教好“傳統”知識。滴定分析、重量分析都是傳統方法,但其理論和實驗技能卻是做好分析工作的基礎。另一方面,隨著科學技術的發展和學科間的不斷交叉和融合,分析化學發展突飛猛進,新儀器、新技術、新方法不斷涌現,分析化學課程又要應盡量反映學科的發展前沿,不斷更新教學內容,使學生了解當代分析新技術發展的動向,經常接觸到分析化學學科的前沿,知道現有的教學內容和學科前沿的差距,以培養學生的創新思維當調整教學內容,增加一些分析化學最新的分析技術,如超高效液相色譜,高效毛細管電泳以及各種色譜-質譜聯用技術等,讓學生不僅掌握了基礎知識,而且獲得了學科最新的發展趨勢。
1.3體現藥學特色藥學專業的分析化學課程既要強調分析化學本學科的基本內涵,又要突出藥學專業的專業特點。在授課過程中,筆者注意將藥學學科的熱點問題滲透和融化到分析化學的教學中,使課程顯出蓬勃的活力和鮮明專業特色。在教材的內容和選擇上,特意選取藥學專業學習和卓越工程師今后的科學研究及生產實踐中廣泛應用的方法和技術,合理刪減與藥學專業聯系較少的純化學理論及在藥學領域實際應用較少的內容。在教學過程中始終強調化學與藥學的緊密聯系,以培養卓越工程師為目的,重視理論和實際的結合,適時地引用一些應用實例,使學生感到學有所用,從而激發他們的學習興趣,達到提高教學效果的目的。如講解色譜法的理論塔板數、分離度等概念時,聯系到藥典的“色譜系統適用性試驗”中對這些參數都有要求,讓其課后查閱藥典,了解其用途,學生的學習熱情大為提高。實驗課內容的選擇也同樣緊密結合藥學專業的需要,突出藥學專業中分析化學的特點。總之,要使學生認識到分析化學是藥學研究的基礎。
2基于藥學類的卓越工程師培養的分析化學教學方法的改革
2.1采用研究性教學。研究性教學(Research-orientedTeaching),是指在教師的指導下,學生從學習生活和社會生活中選擇并確定研究專題,用類似科學研究的方式,主動地獲取知識、應用知識、解決問題的教學模式。在教學中,強調“教師的教”與“學生的學”兩主體的融合,在強調提高教師自身教學水平的同時,注重發揮學生在教學中的主體作用。①結合分析化學新方法、新技術更新性快等特點,開展學生綜述講座,讓學生自主檢索與課程相關的新技術、新方法,并整理成綜述性文章,作PPT報告會,師生共同討論,提高學生自主性學習能力及科研的基本能力的培養。②以研究性教學為指導,強化實踐教學環節,重點培養學生創新意識。結合自身科研實驗條件,給出某一指定的科研命題,讓學生利用自己學過的分析化學相關知識,自行設計方案,通過實驗驗證。
2.2充分利用現代教育技術輔助教學適當應用多媒體教學設備與傳統的方式相結合進行理論課教學,利用教學軟件和教學錄像帶配合理論和實驗教學,使學生在有限的課堂時間內,獲得最大量的信息。利用多媒體教學圖文并茂的特點,通過圖形、文字、動畫等多種媒體信息,可使枯燥的理論變得形象和直觀,可以增強學生的感性認識,幫助學生理解一些抽象問題,活躍課堂氣氛,激發學生的思維和學習興趣,使信息量更加豐富,提高教學。如在講到紅外光譜的振動形式的時候,我們就做了動畫來模擬幾種振動形式,學生們學得很形象,且容易記住。如講到幾種常見的色譜法時,用動畫形式描述吸附色譜、分配色譜、分子排阻色譜和離子交換色譜,簡單易懂。
2.3考核形式與評價體系的改革積極探索與研究性教學相適應的教學評價。改變單一的以筆試為主要形式的學業評價方式,改變單純依據考試分數的評價標準,積極探索多樣化、多重標準的評價方式。充分發揮評價的判斷、反饋、改進、激勵和強化功能,以評價促進學生個性的全面發展。目前過于注重知識記憶和考試的評價、篩選功能,忽略了學生實際能力和綜合素質的培養。將實行形成性評價和終結性評價相結合、課內教學與課外自主學習相結合的全程評價。全面科學評價學生的學習狀況和綜合素質能力。學生成績以考試成績、平時成績(由階段學習中布置的課題與調研報告)、實踐成績(seminar匯報與討論)綜合評定。目前筆者已實行考教分離,建立了分析化學試卷庫、試題庫。考核的形式也相應變化,如采用機考的形式,依據已有的試卷庫和習題庫,隨時可讓學生參加小測驗和期中、期末考試。
3重視實踐教學,注重能力培養分析
化學是一門實踐性非常強的學科,實驗教學尤為重要。為了培養學生良好的科學研究素質和創新能力,必須對實踐教學做適當改革和創新,以滿足培養卓越工程師的目標要求。
3.1加強學生分析化學實驗基本技能的訓練筆者把分析化學實驗中,涉及的操作都由本教研室教師親自做了示范操作并錄像,在學生開始做分析化學實驗室,都會讓他們觀看操作錄像,然后討論總結。并且在以后的實驗中,針對性的對相關操作再講解,糾正,加強學生的基本實驗技能操作。
3.2優化實驗講義學生每次上實驗課,都會按照實驗課本來做實驗,因教材自身的特殊性,內容較多。筆者精心為每個實驗內容都做了實驗掛圖PPT,給出通俗易懂的實驗步驟及計算公式。
3.3實驗內容的改革保留經典,刪除重復,更新內容。如在化學分析實驗中,筆者刪除了一部分重復的滴定分析,如酸堿滴定中涉及重復實驗較多。針對卓越工程師班的自身特點,增加了設計實驗和綜合實驗。由教師根據學生們的所學的理論知識,給出適當選擇性命題,讓學生自主設計方案,通過此方式,鍛煉學生查閱文獻、歸納總結的能力,并通過動手操作來驗證方案。在儀器分析實驗中,增加綜合性實驗和一些較先進的儀器設備的示教實驗。在綜合性實驗方面,筆者讓學生在有機化學實驗室合成的樣品,拿到儀器分析實驗室來作樣品的定性、定量及定結構的分析,讓學生們掌握系統的實驗技術和方法。同時,增加了一些較先進的儀器設備的示教實驗,如GC-MS,LC-MS,CE,ICP等。
3.4開展開放性實驗和創新性實驗大學生實踐創新活動以學生為主體,教師指導發揮導航引路作用。學生通過學習專業知識拓寬知識面獲得啟迪,通過自學研討產生想法并發展為課題,再通過申報競爭獲得資助,在教師指導下將學到的儀器分析新技術和文獻檢索等基礎知識應用到科研活動中。在學習中加強聯絡交流,也對項目要求的團隊精神有促進作用。
3.5加強企業實踐環節充分利用校外實習基地,強化理論知識與工業實際應用的結合,這正是卓越工程師培養計劃的特點有意義所在。為配合“卓越工程師”項目工程實踐需要,教育部批準本校與國藥集團醫工研究總院、石藥集團、先聲藥業3家共建“本科教學工程”大學生校外實踐教育基地。實踐模式采用三段制(累計1年),由1個月的工程見習,3個月的企業實踐和6個月的畢業實習組成。通過這三個階段的實踐,讓學生對藥企的認識從感性認識上升到理性認識,從書本知識到車間實踐,真正鍛煉了學生畢業后能擔負起工程師的綜合能力。
4建立多平臺的師生交流體系
化學作為一門以實驗為基礎的學科,學生許多理論知識的獲取、鞏固、以及新的發現都需要堅實的實驗基礎。化學實驗是手、腦并用的課程,通過學習培養學生的研究能力、創新能力以及分析解決問題的能力。
1 強調實驗前的預習,培養學生獨立獲取知識的能力
由于目前的分析化學實驗課程為獨立課程,有時與相關理論課不同步,這就使得學生必須去查閱有關的資料和文獻以對實驗原理、方法有所了解,這對培養學生的自學習慣和能力很有幫助。據此,教師還可根據以往的教學經驗引導學生提出問題,并提出解決問題的思路、方法,活躍實驗教學氣氛,這對學生實驗前的預習也起到了促進作用。
2 注重基本操作練習
基本操作練習指基本功的訓練,通過基本分析方法的典型實驗培養學生規范的操作技能以及嚴謹的科學態度,這一點非常重要。為此,在這一階段的教學中,教師要做到:① 一邊講解一邊操作示范;② 在學生實驗中教師要“眼觀六路”及時發現和指出學生的實驗操作錯誤,在不斷的巡回、檢察、指導中使學生的操作逐漸規范、熟練;③ 引導學生抓住每個實驗的關鍵所在,盡可能地減少“重新做”或在計劃的時間內完不成任務,延長實驗時間影響后面課程;④ 通過規范、嚴格的要求使學生明白在分析化學實驗中磨練學生的細致和耐心是科學工作者必不可少的素質。
3 按照教學大綱要求,精心安排實驗內容
化學分析實驗是手、腦、眼并用的過程,是理論聯系實際的過程,學生既要顧及操作是否規范又要仔細觀察實驗現象還要考慮實驗原理、結果是否“正確”,其中在開始的規范操作要求上尤為重要,學生有了良好的實驗習慣,在更復雜的實驗中就可以用較多的精力考慮甚至發現問題、解決問題。因此在制定教學計劃時應圍繞"基本操作技能訓練實驗-強化操作技能的應用實驗-獨立設計實驗-靈活應用知識的課外實驗"不斷提高學生的綜合素質來制定。
4 狠抓設計實驗實驗,實行開放實驗室,訓練學生探究、質疑、分析、解決問題的能力
設計實驗旨在啟發學生的探索和開拓精神,考核學生綜合運用知識和獨立操作的能力,也是對前段時間所學實驗知識的總結、應用。學生根據預先給出題目查閱有關資料、文獻,設計實驗方案,獨立完成,實驗報告以科研論文的形式撰寫。設計實驗分階段進行,從單組分到多組分,不限制學生的設計思路,允許實驗失敗,找出原因,修改方案,重新做實驗。
5 實行開放實驗室
為拓寬學生的知識面,增強學生學習的主動性,課余時間實驗室隨時為學生開放,開放實驗的內容(大多數都與大家的日常生活緊密相關)由學生按照自己的興趣在教師給出的范圍內選擇并且提前預約登記,從開始各項準備工作到實驗結束、提交結果都由學生自己獨立完成。
6 發展微型實驗,減少污染,在實驗教學中培養學生的環保意識
微型化學實驗操作技術是以盡可能少的試劑來獲取所需化學信息的實驗方法,微型化學分析實驗要在微型化的儀器裝置中進行,其試劑的用量是常量實驗的數十分之一至千分之一,將污染減少到了最低程度。在常量規范操作進行了大量練習的前提下讓學生進行微型實驗,從微型儀器裝置的較正到試劑的配制及實驗,并讓學生將常、微量分析結果進行比較,如果差異顯著,沒有達到相應的準確度和精密度,學生自己分析原因,重新實驗,將得到的結果連同實驗的體會撰寫成小“論文”。這在嚴謹求實的科學態度、操作技能、保護環境、價值觀念等方面對學生都有很好的教育意義。可以說微型實驗對學生綜合素質提出了更高的要求。
總之,基礎化學分析實驗課作為一門獨立課程應在培養服務、創新人才為目的前提下讓學生通過該課程的學習具備高尚的品格,扎實的實驗基礎,嚴謹的科學態度和創新意識。
參考文獻
1 武漢大學.分析化學實驗. 第4版.高等教育出版社, 2001.
關鍵詞:《分析化學》;環境工程;課堂教學;教學效果
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A?搖 文章編號:1674-9324(2013)09-0108-02
一、引言
《分析化學》是一門理論性高、應用性廣、實踐性強的課程,是高校環境類、化學化工類專業學生必修的一門專業基礎課。環境工程專業是20世紀70年代末發展起來的新興的綜合性學科,它是一門運用環境科學、工程學和其他相關學科的理論和方法,研究保護和合理利用自然資源,控制和防治環境污染,以改善環境質量,使人們得以健康和舒適的生存的學科,有著廣泛的發展前景。而化學學科就是其中的一個比較重要的相關學科,《分析化學》課程也是目前所有開設環境工程專業的高校課程體系中不可缺少的一門學科基礎課程,它不僅為后繼專業課程的學習提供必要的理論準備,而且為今后的科學研究和生產實踐打下牢固的理論基礎。一直以來,很多教師和同學都對該課程有種難教、難學的感覺,認為該課程中公式多還難記,概念模糊不易理解,內容也多而雜。如何提高環境工程專業《分析化學》教學效果一直是擺在每一位教師面前的一個重要課題,本文作者就如何提高《分析化學》教學效果談幾點看法,僅供參考。
二、講好第一節緒論部分
俗話說,“萬事開頭難”。學生在面對一門新課程時,往往感到迷惘,不知道該課程有多大用途,該怎樣學習。緒論既是一門學科內容學習的開始,也是學生在教師引導下主動學習的開始。每門課程最好講的是緒論部分,最難講的也是緒論部分。緒論作為全書概括性的提要,既是重點也是難點。然而,部分老師在上課時把緒論當作一個開場白,一帶而過;也有些教師認為緒論至少要講兩節課,甚至三節課,這同樣也是沒有必要的。緒論除了要達到多方面的教學目標外,還因為師生第一次接觸,是共同學習的開始,要營造共同學習的良好氛圍,要激發學生學習熱情,也要適當展示教師自身良好的教育素質,因此必須精心準備和設計。在上環境工程專業《分析化學》課的緒論時,我們可以以歷史上發生的重大環境污染案例的分析和調查為例,向學生介紹20世紀50年生在日本的公害病——水俁病的病因發現過程。水俁病是最早出現的因工業廢水排放污染造成的公害病,環境分析化學工作者利用光譜定量分析和元素追蹤等分析化學手段,歷經11年之久,揭示了由于汞污染造成的嚴重危害。通過這種對典型污染物案例甄別的講述使學生了解《分析化學》在環境樣品分析中的重要作用,激起學生學習《分析化學》的熱情和積極性。最后,關于《分析化學》的內容及研究方法要概述性的講,列出課程的重點教學內容即可,一方面教材后面部分會具體闡述,另一方面由于學時所限也不能將所有知識重復講解。筆者相信,只要緒論講好了,對于講好《分析化學》一定會起到事半功倍的效果。
三、豐富課堂教學內容
現代科技發展的特點使得學科間交叉與滲透,近代生命科學、環境科學、材料科學的迅速發展給《分析化學》提出了更高的要求。有限的教學時數不可能把方方面面的內容都講到,只能以點帶面地去講,并且結合專業領域的實際應用豐富課堂教學內容。目前的環境工程專業《分析化學》教材的內容和體系基本上是以經典的化學分析為主,主要是四大滴定分析,即酸堿滴定、氧化還原滴定、配位滴定、沉淀滴定分析,如果只是簡單地闡述這些滴定的原理及其方法會有些枯燥,缺乏和專業的聯系。例如,在講授酸堿滴定時,我們可以把這個知識點和環境污水處理過程聯系起來,污水處理中對各種不同酸堿性水處理的實質上就是酸堿相互滴定問題,讓學生了解酸堿滴定這部分內容與所學專業是緊密聯系的,是不可忽視的內容。又如,在講授沉淀滴定時,可以結合水體中污染物可能發生的沉淀溶解反應,通過計算分析溶解度及其可能影響因素,就可以利用沉淀溶解平衡關系預測污染物溶解或沉淀作用的大小。通過這種與專業應用結合的方法講解,可以避免原有教材內容簡單、枯燥,提高學生學習積極性,真正理解《分析化學》基礎課的重要地位,重視今后的學習。
四、注重知識體系的銜接
眾所周知,《分析化學》公式多,概念更多,但是值得注意的是整個課程體系是有機聯系在一起的。許多公式只是一些基本公式的繁衍或不同的表現形式,在授課時,只要幫助學生理清各部分知識之間的銜接關系,把握住它們之間相互連接的線索,那么學生學習起來就會顯得游刃有余。因此,做好《分析化學》各知識體系的銜接工作對于講好《分析化學》尤為重要。此外根據課程內容,《分析化學》所用的方法可分為化學分析法和儀器分析法,二者各有優缺點,相輔相成。教師在授課時,除了要講好講透化學分析原理之外,一定要注意合理結合實驗教學以及儀器分析技術,并且應適當調整化學分析法和儀器分析法在課堂教學中所占的比例,從整體上系統地把握全書的內容,時時刻刻突出主線,應用主線。
五、建立科學的考評制度
在大學基礎課程的教學中,通常是以平時成績和期末考試成績綜合評價學生掌握知識的水平,以此來評價教學效果。這樣的方法能綜合考評學生對所學知識的掌握。但是,傳統的平時成績一般僅僅包括平時作業、課堂考勤和課堂提問。這樣的形式太單調,不能突出那些對《分析化學》比較有學習熱情及學習興趣的同學。因此,我們可以把平時成績的內容擴大化,例如鼓勵學生對其所感興趣的章節進行課外閱讀,通過課下查資料來寫一些相關小論文;同時積極開展與《分析化學》相關的課外活動,俗話說“得法于課內,收效于課外”,通過豐富多彩的課外活動,可以有效地提高學生的學習興趣,如教師可組織學生進行有關《分析化學》問題的辯論會、有關化學污染的調查等活動。這樣既鞏固了課內所學知識,發展了運用能力,又能有效地培養學生的學習興趣,促進學習向社會生活的延伸。這樣,平時成績不僅包括作業、課堂考勤、課堂討論、小論文,而且也包括學生平時在《分析化學》課外活動的參與情況。另外,期末考試,我們對考試內容及形式也可進行變通,改變傳統的整篇死記硬背題目的做法,我們加一些考察學生創新思維的題目。這樣,提高了學生的積極性,有助于學生綜合素質的提高。
六、結語
《分析化學》是一門博大精深的學科,我國化學界前輩徐壽先生曾形容《分析化學》是“考質求數之學,乃格物之大端,而為化學之極致也”。關于如何提高《分析化學》教學效果已有許多前輩和同行教師進行了深入的研究,得到了許多寶貴的成果。本文主要就講好第一節緒論部分、豐富課堂教學內容、注重知識體系的銜接和建立科學的考評制度等教學方法和手段拋磚引玉,作者希望通過廣大教師的共同努力,不斷總結經驗、與時俱進,作者堅信環境工程專業《分析化學》的教學手段將更加豐富、教學效果將更上一層樓。
參考文獻:
[1]華東理工大學化學系,四川大學化工學院.分析化學[M].第五版.北京:高等教育出版社,2003.
[2]方明建.分析化學教學方法和教學手段改革的探索與思考[J].化工高等教育,2005,84(2):94-96.
[3]唐建設,項麗.環境分析化學教學體會[J].經濟研究導刊,2009,22(60),245.
[關鍵詞] 磷礦 氧化鎂 重量法 容量法 儀器分析
我國磷礦資源總量豐富,但貧礦較多,其平均品位僅為16.95%[1]。其中,P2O5品位為26%以下的中低品位磷礦石就占90%左右[1]。氧化鎂是磷礦石中的有害成分之一,其含量的多少會直接影響到后續的濕法磷酸加工,降低產品質量,而我國磷礦石中氧化鎂的含量又普遍偏高,一般都在1.5%以上[2]。因此,準確測定磷礦石中氧化鎂的含量,能夠為進一步的選礦試驗和磷酸加工等提供一定的幫助,具有重要意義。目前,測定磷礦石中氧化鎂含量的方法主要分為化學分析法和儀器分析法。
1、 化學分析法
化學分析法主要包括重量法和容量法。
1.1 重量法
測定磷礦石中氧化鎂含量的重量法主要是指8-羥基喹啉重量法。其主要原理是用草酸將試樣中的Ca2+沉淀為草酸鈣,再通過調節PH為5.8,使試樣中的Fe3+和Al3+與8-羥基喹啉生成沉淀從而將其從溶液中去除[3]。再在除去Ca2+ 、Fe3+ 、Al3+的溶液中加入酒石酸鉀鈉,控制PH為12.7,將錳除去,而Mg2+則與8-羥基喹啉反應生成沉淀[3]。然后洗滌沉淀,進行烘干、稱重,并進行換算,即得氧化鎂含量[3]。但是,由于這種方法操作繁瑣、耗時較長,且8-羥基喹啉具有毒性,因此,一般不采用此種方法。此外,此方法也不適用于沉淀量較少的情況[3]。
1.2 容量法
容量法主要分為8-羥基喹啉容量法和EDTA容量法。
1.2.1 8-羥基喹啉容量法
原理基本與8-羥基喹啉重量法相同,只是在最后一步時,不是將沉淀進行烘干稱重,而是用鹽酸將沉淀溶解,并加入溴酸鉀溴化鉀,其釋出的溴與8-羥基喹啉發生反應,而過量的溴將碘化鉀氧化為游離碘,用硫代硫酸鈉標準溶液進行滴定,最后以溴酸鉀的實際消耗量來計算氧化鎂含量[3]。此方法的步驟繁雜、耗時長、8-羥基喹啉具有毒性,因此,一般也不采用此方法。
1.2.2 EDTA容量法
EDTA容量法是目前在測定磷礦石中氧化鎂含量的化學方法中應用最廣泛的,但是每種方法又不盡相同。其基本原理是將試樣進行溶解后,加入各種掩蔽劑來防止其他離子的干擾,并且通過調節PH值沉淀溶液中的Mg2+,再洗滌沉淀,加入指示劑,用EDTA標準溶液進行滴定直至終點,通過計算即得試樣中氧化鎂的含量。多年來,在保證分析準確性的前提下,從方法的簡便快速、節約成本和環保性等方面考慮,對EDTA容量法也是不斷發展的。這些變化主要體現在溶解試樣的溶劑選擇、Ca2+和Mg2+的分離、掩蔽劑、指示劑的選擇以及準確性的探討等方面。
測定磷礦石中氧化鎂含量時,常用的試樣溶解方法主要分為酸溶和堿熔兩種。堿熔法是將試樣與氫氧化鈉共熱,使其熔融分解,再經熱水浸取、鹽酸酸化,即得所需試液[3]。一般,堿熔法應用的比較少,最常用的還是酸溶法。酸溶法是直接用混合溶劑(混合酸或者酸與鹽的混合溶劑)來溶解礦樣,即得所需試液。酸溶法中最常用的是用鹽酸和硝酸的混合酸(即王水)進行溶樣[4]。還有研究者用氯化鉀-硝酸混合溶劑[5,11]和鹽酸-氯化鈣混合溶劑[6]來進行溶樣,甚至直接用硝酸[7]進行溶樣,也都得到了較好的效果。采用氯化鉀-硝酸混合溶劑溶樣測定氧化鎂含量,是利用KCl在HNO3中放出Cl2的強氧化性和酸效應來替代王水進行溶樣[5],但只是對一些監控樣進行了測定,具有一定的局限性,對于具體礦石中氧化鎂含量的測定還有待進一步驗證。采用鹽酸-氯化鈣混合溶劑進行溶樣,Ca2+的加入既能抑制Ca5F(PO4)3溶解,又有利于草酸鈣沉淀的分離[6]。但這種方法只適用于Mg2+的存在形式以白云石為主,且對含鋁高、含鎂低的礦樣終點變化不明顯,影響結果的準確性[6]。直接用硝酸進行溶樣,則可能會造成試樣不能完全溶解,影響結果。
在將其他金屬離子去除后,如何將Ca2+和Mg2+進行分離,避免它們之間的相互影響,也是一個需要注意的問題。目前,最常用的就是通過加入EGTA來掩蔽Ca2+,防止其干擾MgO含量的測定[4]。還有一些就是加入草酸,使之與Ca2+發生反應,生成草酸鈣沉淀,或者在酒精溶液中生成CaSO4沉淀,從而將鈣離子預先除去[6]。將Ca2+去除后,再對Mg2+進行沉淀,通常是將其沉淀為Mg(OH)2沉淀[4]或者是MgNH4PO4沉淀[6],然后洗滌沉淀于溶液中,用EDTA標準溶液進行滴定,測得試樣中氧化鎂的含量。
由于磷礦中氧化鎂的含量相對較低,并且存在大量的干擾離子,因此,需要加入各種掩蔽劑來消除其他離子的干擾。Ca2+的掩蔽劑通常是用EGTA,三乙醇胺則用來掩蔽鐵離子和鋁離子[4],加入硝酸鉍、硼酸鹽或者氯化鐵來分離大量的磷酸根離子[7],用鄰-菲羅啉消除錳離子的干擾[9]。
在滴定法測定氧化鎂含量時,指示劑的選擇也是極為重要的。指示劑的性質要相對穩定,終點指示要明顯并且靈敏。在測定過程中,一般采用鉻黑T[7]或者酸性鉻藍K-萘酚綠B[4]作為指示劑。根據化驗方法的實際情況,酸性鉻藍K和萘酚綠B的配比也不相同[4,6,9,11],用于稀釋的稀釋劑也不同,分為固體稀釋劑和液體稀釋劑。固體稀釋劑主要是采用氯化鉀[4],也可以采用硝酸鉀[6];液體稀釋劑可以直接采用水[6],或者是先用無水乙醇進行稀釋,再用水稀釋至一定體積[9]。
為了提高測定的準確度,在分析過程中要進行不斷總結。方圓、許蓮芬[8]針對掩蔽劑EGTA的加入量問題進行了探討,發現EGTA的用量必須要準確,否則會導致結果誤差增大。加入量不夠,不能完全掩蔽Ca2+,造成結果偏大;加入量過多,在掩蔽了Ca2+的同時還會掩蔽一部分Mg2+,導致結果偏小。在進行鈣、鎂連續測定的過程中,還可以通過先測定氧化鈣的含量來確定EGTA的準確用量,在測定氧化鎂含量時加入同體積的EGTA,保證結果的準確性[7]。王仁宗等[10]則是將用熱鹽酸和熱蒸餾水洗滌沉淀的過程改變為將沉淀直接轉移至燒杯中,并將需要的熱鹽酸和熱蒸餾水直接加入其中,以此來降低誤差。
2、 儀器分析法
儀器分析法因其具有操作方便、速度快、可以同時分析多種元素等優點,已經逐漸發展為測定元素含量的主要方法之一。但是,采用儀器分析法時要特別注意對儀器的調試和校準,尤其是背景的消除、工作曲線的繪制等[12]。目前,用于測定磷礦中氧化鎂含量的儀器分析法主要有雙波長吸光光度法[13]、火焰原子吸收光譜法[4]、X射線熒光光譜法[14,15]、電感耦合等離子體發射光譜法[16]和二甲苯胺藍Ⅰ比色法[17]等。
X射線熒光光譜法和電感耦合等離子體發射光譜法都可以同時測定磷礦石中的多種元素,不需要加入任何掩蔽劑,節約了藥劑成本,并節省了大量的時間。但是,制備用于測定的樣片時較為復雜,都是采用混合熔劑進行熔融制片,需要特定的熔樣機。設備的購買費和維護費都比較高,尤其是電感耦合等離子體發射光譜儀,價格更為昂貴。雙波長吸光光度法、火焰原子吸收光譜法和二甲苯胺藍Ⅰ比色法一次都只能測定一種元素,且需要加入各種藥劑來掩蔽其它金屬離子的干擾。
采用儀器分析法操作簡單、速度快,尤其是X射線熒光光譜法和電感耦合等離子體發射光譜法可以同時測定磷礦石中的多種元素,這樣就可以節約大量的人力和物力。但是儀器分析一般都用于微量或者痕量分析,有少部分可以用于常量分析。因此,在采用儀器分析之前,首先要確定被測物質的含量是否在儀器的測量范圍內。
3、 其它方法
還有一些研究者利用數學的方法來間接確定磷礦石中的MgO含量。周玉翔[18]針對磷礦石中MgO含量和CO2之間的關系,建立了兩者之間的線性回歸方程。只需要通過氣量法測定出CO2的含量,代入回歸方程,就可以得到磷礦石中MgO的含量。
4、 結語
無論是化學分析法、儀器分析法還是其它測定磷礦石中MgO含量的方法,都各自具有其優缺點,并且有各自的適用范圍。在具體分析過程中,應根據實際情況選取準確度較高、操作簡便的方法。
(1)當測定的MgO含量為常量時,可采取化學分析法以提高準確度,且一般采用EDTA容量法。
(2)當測定的MgO含量為微量、痕量時,或者需要同時測定磷礦石中多種元素含量時,可采取儀器分析法,加快分析速度。
參考文獻
[1]龍濤.國內外磷礦開采技術的現狀與展望[J].化工礦物與加工,2010,(1):37~38
[2]張志業,陳欣.磷礦中鎂對濕法磷酸的影響及其綜合利用分析[A].中國化工學會無機酸堿鹽專業委員會2005年無機鹽學術年會論文匯編[C].2005:332~334
[3]化學工業部化肥司,中國磷肥工業協會編寫組.磷銨生產分析[M].第1版,成都:成都科技大學出版社, 1991. 146~153
[4]GB/T 1871.5-1995,磷礦石和磷精礦中氧化鎂含量的測定-火焰原子吸收光譜法和容量法[S].
[5]馮曉軍,薛菁.KCl-HNO3混合溶劑快速分解磷礦測定氧化鎂[J].磷肥與復肥,2007,22(3):69~70
[6]黎炳.磷礦中氧化鎂的快速測定法[J]. 云南化工技術,1981,(1):40~43
[7]姜宇彬.磷礦中氧化鈣,氧化鎂測定方法的研究[J]. 貴州化工,1997,(2):35~38
[8]方圓,許蓮芬.磷礦氧化鎂含量測定中異常現象的處理[J]. 磷肥與復肥,2002,17(2):63~64
[9]秦安榮.磷礦中氧化鎂的測定――NaOH―TEA―EGTA分離容量法[J].化肥工業,1980, (5):24~26
[10]王仁宗,操素芬,劉裕,等.一種測定磷礦石中氧化鎂含量的方法[P].中國專利: 200910272717,2010-05-26
[11]馮曉軍,柏中能.一種測定磷礦石中氧化鎂的方法[P].中國專利: 200710066208,2008-03-05
[12]黃娟,劉麗英.火焰原子吸收光譜法測定磷礦中氧化鎂含量的測量不確定度評定[J].廣東化工,2009,36(12):156~160
[13]張榮生,楊河川,王強.雙波長吸光光度法測定磷礦中氧化鎂[J].理化檢驗-化學分冊,2002,38(4):184~187
[14]王寧偉,朱登峻,朱金連,等.X射線熒光光譜法測定磷礦中五氧化二磷、氧化鈣、三氧化二鐵、氧化鋁、氧化鎂和二氧化硅[J].冶金分析,2006,26(6):65~67
[15]李紅葉,徐海娥,李小莉,等.熔融制片-X射線熒光光譜法測定磷礦石中主次量組分[J].巖礦測試,2009, (4):379~381
[16]馮曉軍,羅廉明,陳晶亮,等.電感耦合等離子體發射光譜法快速測定磷礦石中主次量組分[J].巖礦測試,2009, (4):399~400
[17]應文河.用二甲苯胺藍Ⅰ比色測定磷礦中的鎂[J].理化檢驗通訊-化學分冊,1981,(5):6~8
[關鍵詞]海下采煤 水化學分析 同位素示蹤 海水下滲界面
[中圖分類號] P618.11 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-7-129-2
目前,對于濱海礦區海水下滲界面相關問題的研究,國內外學者已經積累了大量的經驗。謝海峰[1]認為北皂煤礦陸地與海域擴大區內第三系、第四系及含煤地層基本相似。通過研究表明,隨北皂煤礦開采范圍的擴大,地表下沉塌陷坑的積水中有漲潮時滲入的海水成分,這表明沖積層的塌陷坑是導通的,但由于井下涌水量并沒有增加,故一般情況下,海水僅與第四系松散層發生水力聯系,與下伏煤系地層泥灰巖含水層無力聯系。為了進一步確定海水下滲界面及水力聯系,通過分析該區第四系含隔水層結構、地下水的水化學成份與海水的水質成份對比和環境同位素示蹤在含水層的應用,得出礦區淺層地下水流場的演化規律,這將對北皂煤礦海域下煤炭資源的開發及水害防治的研究等具有重要意義。
1海域擴大區第四系含隔水層結構
1.1水文地質結構分析
區內煤系上覆地層,從煤1至第四系底界,除泥灰巖外,80%以上為粘土類巖石,易碎,具一定的可塑性和膨脹性,隔水性強。煤系中的泥巖、粘土巖與鈣質泥巖,也具有吸水易碎,易膨脹,隔水性好等特點。
1.2主要含水層的富水性特征
該區第四系含砂、粘土質砂2~6層,相間排列,累厚6.60 m~27.92 m,多分布在第四系的頂部和底部,在水文地質上可分別歸納為“一含”和“二含”兩個含水層。
“一含”為上部砂層,最厚處17.83 m,據北皂礦井陸上勘探資料[3]可知,抽水試驗單位涌水量0.1186 L/s?m~3.713 L/s?m,受海域海水和陸地降雨補給,富水性中等至強。
“二含”為中下部砂層,該層粘土質含量較多,多為粘土質砂,局部夾薄層粘土,最厚處10.07 m。“二含”砂層進行簡易抽水試驗,單位涌水量約0.00019 L/s?m,說明第四系底部砂層富水性弱。分析“一隔”的隔水作用。即海水與“二含”無水力聯系。
1.3含水層之間的水力聯系
通過鉆探取芯鑒定,“一隔”位于“一含”和“二含”之間,多為粘土或砂質粘土,局部含較多的砂或云母碎片,巖性為砂質粘土,層位穩定。 “一隔”全區分布,靠近海岸較厚,平均厚約20 m,厚度大于其上部和下部的砂層。該隔水層為相對隔水層,但厚度較大,在垂向上能阻斷“一含”和“二含”之間的水力聯系。
2北皂煤礦地下水水化學特征研究
2.1含水層水質分析
為進一步探究北皂煤礦淺部的第四系松散層“兩含夾一隔”3層結構之間的水力聯系性。采用水化學分析的研究方法通過分析研究礦區前期淺部含水層的水質資料,對北皂礦井上下能夠取樣的含水層和海水進行了水樣采集,對其進行水質簡分析和特殊離子的分析。得到個含水層礦化度與水化學類型如下表:
2.2北皂煤礦海域海水特殊離子分析
海水具有穩定的水化學組成,世界各大洋水的組分和含量變化不大。由北皂礦北部海水取樣分析資料,現將取得的水質資料與大洋海水的平均值作對比,對比結果見下表:
2.3海水與第四系含水層的關系
以不同含水層水樣的主要離子毫摩爾百分數含量繪制Piper圖,可以看出不同含水層水質投影在菱形圖的不同區域。“二含”分布在菱形圖右上方且與海水水質在菱形圖中的分布區域明顯不同,“一含”分布在菱形圖中部與海水水質在菱形圖中的分布區域大致相平。這說明“一含”與海水存在著水力聯系,而“二含”與海水無水力聯系。
3應用環境同位素研究淺部含水層的水力聯系
3.1H、D同位素標準及應用方法原理
在穩定同位素研究中,把某一元素兩種同位素的豐度比用R表示。如D/H、18O/16O,在分析時只測定它的豐度比值而不測量單項同位素的絕對含量,通常用δ值表示,δ值定義如下:
其意義是樣品中一元素的兩種同位素豐度相對于某一對應標準豐度的千分偏差。使用國際標準SMOW(平均大洋水)為標準,SMOW定義δD和δ18O值均為零作為其標準。
氫氧元素共有5個穩定同位素(1H、D、16O、 17O、18O),用于穩定同位素研究的是D和18O。一般在水分子中氫氧的不同穩定同位素可形成9種不同形式的水分子(H216O、HD16O、D216O、H218O、HD18O、D218O、H217O、HD17O、D217O)。這些同位素水分子,因質量不同而具有不同的飽和蒸氣壓,在蒸發和冷凝過程中,重同位素水分子(D2O、H218O)優先富集在液相中,而在氣相中貧化,導致液相和氣相之間氫氧同位素組成的差異,產生了同位素分餾。地下水受大氣降水的補給,而大氣中的水分主要來自海水蒸發,因此,地下水中輕同位素1H、16O偏大,而重同位素D、18O偏小,即降水中較之海水中的D和18O貧乏。
3.2北皂礦區地下水中D、18O和T特征
本次采用18O、D、T進行各含水層地下水的分析研究。由資料知[4],北皂礦井上下環境同位素取樣分析結果見表2。
一個地區大氣降雨的δD和δ18O值應當收集該地區全年降水水樣混合后測定,以代表該地區降雨輸入值,但由于取樣困難,故采用 1980 年北京大學根據我國北京等八個地區資料得出中國雨水線公式 :
將取樣的δD、δ18O值投到該中國雨水線圖上。可以看出 “一含”水樣基本落在雨水線上,它反映出不同時間大氣降雨滲入“一含”含水層充分混合后的δD、δ18O值仍然符合雨水線的線性關系,充分說明該含水層與大氣降雨關系密切,即 “一含”與地表水體存在著水力聯系。而 “二含”的δ值偏離雨水線則是由于該含水層屬于一個相對封閉的環境,地下水與含水層巖石中的18O發生同位素交換致使18O富集的結果。海水偏離雨水線是由于海水在蒸發和凝結過程改變其物態時,不斷地發生同位素分餾作用的結果。
取樣獲得北皂礦各含水層氚(T)含量分析如下:
“一含”地下水和地表海水的氚含量分別為23.17 2.75、22.72 2.86TU,根據“一含”δD和δ18O的豐度以及在雨水線上位置,其成因與大氣降水關系密切,因此“一含”和海水的氚含量也就代表了近期大氣降雨和海水中的氚含量水平。
“二含”地下水的氚含量是水樣中最高的,為26.31 2.89TU,如果該含水層地下水不是近期補給的,把地下水補給關系看作是活塞式補給,不考慮混合彌散作用的影響,則可能是66~71年大氣降水中氚(290.66~161.05TU)經過多年的衰變達到該含水層現在的氚含量水平,其地下水居留年齡為近40年。
4結論
通過論文研究,取得如下結論:
(1)影響龍口北皂煤礦海下采煤的第四系含水層由砂巖與泥巖的互層組成,其中第四系“一含”和“二含”的主要成分均為砂巖、泥質砂巖,具備了導水的必要條件。
(2)經水化學分析和海水特殊離子分析, “一含”與海水的離子成分大致相同,與海水存在溝通。 “二含”與海水成分有很大差異,與海水無水力聯系。
(3)氫氧環境同位素示蹤實驗論證了第四系“一含”為相對開放的環境,大氣降雨參與了 “一含”的水循環。第四系“二含”為相對封閉的環境,近期的大氣降水無法補給到“二含”,早期的大氣降水在“二含”滯留了近40年。
(4)經多方面分析,北皂煤礦海域海水的下滲界面為第四系“一含”。因此,煤礦在開采過程中除對其他礦井充水因素給予重視的同時,應加強對第四系“一含”的裂隙、導水斷層、鉆孔封堵情況及開采破碎帶范圍的檢查監測,預防因自然或人為因素造成海水潰入礦井內的惡性災害事故。
參考文獻
[1]謝海峰.《對龍口礦區海下采煤安全性的認識B》[J].煤炭工程 2003 vol.12 38-40
[2]賈艷琨.《環境同位素在水文地質和環境地質研究中的應用》[J]. 地球學報 2005.26(z1)
本人長期為事業默默無聞地探索著,為了社會的發展,國家的進步,始終以那種艱苦奮斗,自強不息的精神無私地奉著,并在本崗位上取得了令人矚目的成就。受到了上級領導和同志們的好評。近幾年來,先后發表多篇文章,其中“運用檢測手段分析降低原料消耗增加企業利潤的途徑”獲省級一等獎;“淺議烤煙四十級標準煙葉的化學成份與煙葉質量的相關性”獲省級二等獎等。最近“淺談煙葉主要化學成份與卷煙配方的相互關系”一文刊載在《中國發展探索世紀優秀文庫》一書中,并獲一等獎。由于自己在平時工作中不斷努力,通過了高級化驗員考核,并取得了合格證書。自學了科技日語并達到一定水平,學習了計算機技術及各儀器的操作技術。結合平時的工作實際寫出論文10余篇,其中多篇獲獎。
在平時工作中,個人尊重科學、尊重實踐、努力探索本行業新路子,自己的勞動也得到了社會的承認。
煙葉的主要化學成份是決定煙葉內在品質的因素之一。現在已發現煙葉和煙氣中各種化學成分已達5259種。長期以來國內外的煙草科研工作者,均想從煙草化學上來探索出一種用化學成份表示煙草質量的方法。近幾年來,隨著化學分析技術的提高和現代化的分析儀器的應用,只能夠說明煙草的主要化學成份對其質量的影響,但還不能完全用化學成份的含量來表示煙草在“吃味”、“香氣”方面的特性。
從長遠來說,對煙草所含更多的化學成份的探討還是一個任重而道遠的長期研究課題。從目前卷煙生產對煙葉的要求來看,我們必須掌握煙葉的主要化學成份和特性以及對煙草質量產生的影響,為設計卷煙配方提供參考。
一、煙葉的主要化學成份及特性
1.碳水化合物
煙葉中的碳水化合物有可溶性的糖和不可溶性的多糖。
(l)可溶性糖有單糖和雙糖。煙葉中的葡萄糖和果糖屬于單糖,蔗糖和麥芽糖屬于雙糖。因為葡萄糖分子結構中含有醛基(-CHO)又稱醛糖,果糖分子中含有酮基(-C=O)也稱為酮糖,醛基和酮基在堿性溶液中都能還原酒石酸銅,所以在煙草化學分析中,用這一性質來檢測煙葉中單糖含量,烤煙單糖含量一般在10%—25%之間,單糖含量的高低是衡量煙葉優劣的重要因素。
雙糖屬非還原性糖,只有在酸性條件下水解成單糖之后,才能與酒石酸銅在堿性溶液中發生還原反應。
(2)不溶性的多糖屬于高分子碳水化合物,煙葉中的多糖包括淀粉、纖維素和果膠等,多糖與單糖雙糖不同,它即不溶于水,也無還原能力,但在酸性條件下和酶的作用也能水解成單糖,但數量很少,所以在煙葉中起的作用也較少。淀粉在成熟的煙葉中的含量為10%—30%,在于制和發酵過程中轉化為單糖、雙糖及糊精,所以為提高煙葉內在質量,煙葉發酵是一個重要步驟,發酵技術的高低直接影響淀粉的轉化率。
纖維素是構成煙葉細胞組織和骨架的基本物質,煙葉中含纖維素的量一般在11%左右,它隨著煙葉等級的下降而增加。
果膠在煙葉中含量為12%左右,果膠影響煙葉的彈性韌性等物理性能,由于果膠的存在,當煙葉含水份多時煙葉的彈性韌性就增大,含水少時就發脆易碎,果膠分子結構中還含有甲醇,影響煙草吃味,因果膠分子易水解,煙葉在發酵過程中在酶的催化下,果膠發生水解便可除掉甲醇,提高煙葉質量。
2.含氮化合物
煙葉含氮化合物較多,主要有蛋白質、煙堿和游離堿。
(1)蛋白質:煙葉中的蛋白質對煙葉質量影響較大,在燃燒時產生一種臭雞蛋味,其含量在5%—15%之間,蛋白質中氮元素的平均含量為16%,在檢測煙葉化學成份時不直接檢測蛋白質,而是通過測得的氮元素來換算出蛋白質含量,從煙株部位來看,中部煙葉含量低于上部煙葉.它隨著煙葉等級的下降而增加,以頂葉含量最高。
(2)煙堿:煙草之所以能區別于其他植物主要是因為含有煙堿,烤煙含煙堿在0.5%-3%,而晾曬煙含量在5%以上,從煙株部位來看,上部煙葉含量最高。煙堿容易和酸進行化學反應,與草酸、檸檬酸作用,生成草酸鹽和檸檬酸鹽,與硅鎢酸作用生成煙堿硅鎢酸的白色沉淀,用此法可檢測煙葉中煙堿含量。在50℃左右煙堿與水反應生成水合物,并具有和水蒸氣共同揮發而不分解的特性,利用此性質可提取煙堿。
(3)游離堿:煙葉中還有一種游離堿,雖然含量很低,但對卷煙質量影響很大,卷煙在燃燒時,揮發堿受熱進入煙氣中,對人的感官產生一種辛辣刺激,但煙氣中還必須有一定量的揮發堿,用以中和酸度較大的煙氣,使煙氣豐滿,吸食后感到舒適。
3.有機酸
煙葉甲含有機酸在200多種以上,大部分為二元酸和三元酸,其中以檸檬酸、蘋果酸、草酸、琥珀酸含量最多,這四種酸占煙葉中的有機酸的70%,雖然含量高但不是揮發酸,所以對卷煙香氣元明顯影響,但對卷煙的吸食品質影響較大。它可增用煙氣酸性,中和游離堿降低煙氣的辛辣、嗆喉現象,使煙氣變得甜潤舒適,所以在卷煙生產中,經常加入有機酸來調整卷煙吸味品質,尤其對用那些含糖量低,含氮量較高的煙葉,在生產中加適量有機酸更為重要。
4.礦物質
煙葉中的礦物質種類繁多,一般含量為10%上下,從煙株的部位來分,以下部煙葉含量較高,其中對煙草影響較大的有鉀和氯。
煙葉含鉀高則燃燒性和陰燃持火力都較強,煙灰也好。氯離子在煙葉中含量高低,直接影響煙草的燃燒性,若含量在1%以下可使煙草柔軟減少破碎,若超過1%則燃燒性較差,當氯離子達到1.5%以上時煙草就熄火,以上是一種概括的說法,確切的說要看鉀氯比值,二者比值在4以上燃燒性就好;陰燃持火力強,若在2以下則煙草熄火,所以應把鉀氯比調制到適當的比例。
二、煙葉的主要化學成份對卷煙質量的影響
卷煙質量分外在質量和內在質量,外在質量是指卷煙各種物理性能指標,如硬度、吸阻、重量等,這些指標受卷煙生產過程各個環節的影響。內在質量是卷煙在燃燒后,所產生的煙氣中的各種化學成份含量及比例關系,對人的感官產生的各種感覺的一個總的反映。近一二十年來煙草企業都將煙氣分析做為衡量卷煙質量的重要依據,卷煙煙氣的質量優劣主要是由煙葉所含的主要化學成份及比例關系的協調性決定的,所以在設計卷煙配方時,煙葉的主要化學成份指標.是選評煙葉優劣,確定各等級煙葉比例及卷煙煙氣質量的重要依據。
為了設計出一個優質卷煙產品或保持卷煙內在質量的穩定,就應以煙葉的主要化學成份為依據,結合配方師的經驗來設計卷煙配方。
1.總糖量對卷煙質量的影響
煙葉的含糖量一向被認為是體現卷煙良好吃味的重要標志,在一定的幅度范圍內,含糖量高則卷煙的品質好,由于糖在燃燒后產生的煙氣呈酸性,可以中和煙氣中的游離堿(氨),消除煙氣產生的辛辣和嗆喉的刺激。
煙葉中的蛋白質對卷煙是一種不利因素,燃燒后產生一種使人不愉快的氣味,為了調節好煙氣,蘇聯專家施本克教授尋找了用糖和蛋白質的比值來說明卷煙吸味品質和煙葉品質,
稱之為施木克值,比值高表明卷煙含糖量高,含蛋白質低,卷煙檔次高品質好。
糖的存在對卷煙質量起到一定的作用,但不能認為糖是決定卷煙質量的決定性因素,更不能認為煙葉含糖越高越好,蛋白質含量越低越好,各自應有一個適宜范圍,糖一般在18%—25%為佳,蛋白質一般在5%—10%為好。而且兩者應有一個比較適宜的比例關系,所以施木克值也不是越高越好,一般掌握在2~3之間比較適宜。糖是卷煙的有利因素,但在卷煙中不能單獨發揮其作用,還必須和煙堿協調起來,才能使煙氣豐滿、醇和、吃味甜潤、舒適。若糖高煙堿低煙氣無勁頭,吸味平淡,香氣不足吸食后不過癮;若煙堿高糖低,煙氣勁頭大、不醇和、吸后無舒適感。為此國內外的卷煙配方師們,又在長期的研究和實踐中,尋找出糖和煙堿適宜的比例關系,稱為糖堿比值,此值一般在10:1—15:1為準。
2.煙堿含量對卷煙質量的影響
煙堿俗稱尼古丁,是煙草特有的植物堿,是影響煙葉質量的重要化學成份,具有產生興奮的刺激作用,同時也是卷煙產品質量穩定的主要標志,所以控制卷煙產品中的煙堿含量是卷煙質量的一項重要指標。
配方師在選擇煙葉擬定配方時,必須掌握住各等級煙葉的煙堿含量和配方煙絲中的煙堿含量,一般要求煙堿含量控制在1.2%—2.2%之間比較適宜,但這不是硬性規定,配方師可根據設計產品的需要和當地消費者的口味來確定煙堿的高低。
現在卷煙生產方向為中焦油和低焦油卷煙,但降低焦油的同時煙堿也會降低。配方師必須采取措施保證煙堿在低焦油卷煙中的含量,或者說煙破和焦油之間要有一個適當的比例關系。經研究和實踐認為10:1至15:1適宜,也就是說每支煙含焦油10~15毫克含煙堿1毫克,配方師在設計卷煙配方時應特別重視這個比例關系,而且要保持它的穩定性。
煙葉除了煙堿外,還含有一種揮發堿(游離態煙堿)它的含量高低不決定煙的勁頭,而決定煙氣是否辛辣、嗆喉。為了控制揮發堿的含量,引用了一個尼古丁值來表示,此值是煙葉中的總煙堿被總揮發堿除所得的商值,稱尼古丁值,此值越大表明揮發堿含量低,煙氣就顯得舒適平和,此值越小煙氣就越加辛辣、嗆喉,由此可見尼古丁值與卷煙質量呈正相關系,在一定范圍內此值越高,卷煙檔次越高質量越好。
三、加強對煙葉化學分析,為卷煙配方提供依據
關鍵詞 金川 銅鎳礦
甘肅省金昌市號稱是中國的鎳都。位于金昌市的超大型的硫化銅鎳礦床屬阿拉善地塊南緣。含礦超基性巖體,沿被西向深斷裂的次級構造呈不規則巖墻狀侵入到太古界白家咀子的混合巖和大理巖之間。巖漿銅鎳硫化物礦床是賦存鎳銅以及鉑族元素的重要礦床類型。在我國,約86%的鎳、90%的鉑和約7.3%的銅來自巖漿銅鎳硫化物礦床。因此,巖漿銅鎳硫化物礦床的研究是具有非常重要的意義。無論是從礦產開發和找礦勘查的工業意義,還是從礦床成礦理論研究意義,巖漿銅鎳礦床始終被國內外地質界學者的廣發關注,也成為近年來地球科學研究的熱點。
本文旨在通過顯微鏡鑒定及微區測試手段和地球化學分析方法的運用,對金川礦床Ⅱ礦區中38勘探線的含礦巖體的巖石學、巖相學及巖石化學特征進行研究。總結其巖石類型、巖相規律及蝕變特征和巖石的主要類型、結構構造及巖石的化學特征,研究常并進一步探討巖漿分異演化特點,為補充和豐富金川礦床成巖成礦深部過程和成礦理論提供資料。
1 金川II礦區38勘探線巖石學巖相學特征
通這次野外及鏡下的研究結果表明38勘探線的巖相主要有二輝橄欖巖相,含輝橄欖巖相,和輝橄巖相,此外有輝綠巖脈穿插。
1.1輝橄巖
輝橄巖從剖面方向自北東向南西顏色一次為褐紅色-紫紅色-深灰色-雜色,這是由于巖石中不同含量的橄欖石因不同程度的蝕變析出不同量鐵的緣故。輝橄巖都是包橄結構,塊狀構造,粒度和自形程度有所不同,從中細粒 -中粒-細粒-中細粒結構,自形程度從它形-半自形-自形結構,橄欖石和輝石都有不同程度的蝕變,橄欖石蝕變為蛇紋石,還保留有原來橄欖石的形狀,蛇紋石在正交偏光鏡下為一級灰或一級灰黃,輝石蝕變為綠泥石,在正交偏光鏡下,綠泥石為典型的墨藍色。橄欖石的含量自剖面線由北東向南西依次為65%-65%-60%-55%。輝石的含量依次為30%-30%-35%-40%所以得出蝕變程度也是與橄欖石與輝石的含量有關。因此輝橄巖巖性大體相同。
1.2含輝橄欖巖
含輝橄欖巖的顏色均為暗紫色,塊狀構造,結構為包橄結構和堆晶結構,橄欖石蝕變為蛇紋石,仍保留有原來的形狀,圖中還可見星點狀未蝕變的橄欖石,在正交偏光鏡下是二級以上的藍色,含量在5%左右,另外圖中見很明顯的裂紋,這是橄欖石受力導致,也與這種堆晶結構有一定的關系,因為包橄結構中橄欖石被輝石包圍著,受力時起到一定的保護作用。橄欖石含量自剖面從北東向南西依次為85%-80%-80%-85%,輝石含量依次為10%-15%-10%-15%。粒度均為中粒結構,均為結構的為半自形結構,由此得出含輝橄欖巖巖性基本一致。
1.3二輝橄欖巖相
二輝橄欖巖顏色自剖面線由北東向南西依次為紫紅色-暗紫色-淺紫色-雜色,均為中細粒半自形堆晶結構,塊狀構造,在正交偏光鏡下,有二級藍以上的干涉色是未蝕變的橄欖石,橄欖石蝕變為蛇紋石,仍是保留有原來的形狀,輝石蝕變為綠泥石、也有橄欖石碳酸鹽化強烈,仍保留有原來的形狀。
2 主量元素
38勘探線的巖性是超基性巖,二氧化硅的含量變化不大,巖性穩定。
3 微量元素
對經過原始地幔標準化的II礦區巖體樣品的微量元素投圖,所得的蛛網圖總體向右下傾斜,即大離子親石元素LILE(Sr、Rb、Ba、)相對虧損,而高場強元素HFSE(Cs、U)相對富集。,Cs、U為正異常,而Nb、Ta的虧損可指示其遭受了大陸地殼物質的混染。
在稀土元素配分型式圖中,II礦區巖體樣品的稀土元素整體呈現出向右下傾斜的LREE富集的配分型式,暗示橄欖石、斜方輝石和單斜輝石在巖漿演化過程中存在分離結晶。除極個別樣品顯示出了較弱的Sm、Eu和Yb異常外,其余樣品的稀土元素均為從La到Lu逐漸降低的特征。
4 結論
(1)金川II礦區38勘探線從剖面線自北東到南西巖相總體有規律的變化從二輝橄欖巖相-含輝橄欖巖相-輝橄巖相,局部變化明顯,可能是多期貫入式特征。
(2)從巖石顏色上看,從淺紫色-暗紫色-雜色,巖石結構從自形到半自形,堆晶結構和包橄結構,從上盤到下盤巖相變化不大,可能為巖漿結晶分異結果。蝕變程度與巖石礦物含量和巖石結構有一定的關聯,蝕變中鐵質的析出會改變巖石風化色,蝕變越強烈顏色越暗。
(3)從巖石化學分析,氧化物總體在很小的范圍內變化,但局部變化較明顯。微量元素的含量除個別有明顯變化外,整體總體呈富集的趨勢。
參考文獻
[1] 閆海卿.金川鎂鐵-超鎂鐵質巖巖漿成礦系統與成礦預測[D].北京:中國地質大學(北京),2005.
【論文關鍵詞】α-淀粉酶;工業應用;研究進展
α-淀粉酶分布十分廣泛,遍及微生物至高等植物。其國際酶學分類編號為ec.3.2.1.1,作用于淀粉時從淀粉分子的內部隨機切開α-1,4糖苷鍵,生成糊精和還原糖,由于產物的末端殘基碳原子構型為a構型,故稱α-淀粉酶。現在α-淀粉酶泛指能夠從淀粉分子內部隨機切開α-1,4糖苷鍵,起液化作用的一類酶。α-淀粉酶是一種十分重要的酶制劑,大量應用于糧食加工、食品工業、釀造、發酵、紡織品工業和醫藥行業等,它占了整個酶制劑市場份額的25%左右。目前,工業生產上都以微生物發酵法大規模生產α-淀粉酶[1-4]。
1α-淀粉酶的工業應用
1.1面包焙烤工業
作為保鮮劑酶應用在焙烤工業中生產各種高品質的產品已經有幾百年的歷史。最近幾十年,麥芽α-淀粉酶和微生物α-淀粉酶被廣泛用于焙烤工業。這些酶用于面包工業,使這些產品體積更大,顏色更好,顆粒更柔軟。至今,焙烤工業中的α-淀粉酶一直是從大麥麥芽和細菌、真菌葉提取的。現代化連續焙烤過程中,在面粉中添加α-淀粉酶不僅可以增加發酵率、降低生面團黏度(改進產品的體積和質地),增加生面團中糖的含量,改良面包的口感、外皮顏色和焙烤質量,編輯整理,還可以延長焙烤食品的保鮮時間。在儲存過程中,面包顆粒變得干燥、堅硬、表皮不再清脆,導致面包的口感變差。這些變化統稱為變質。每年僅僅由于面包變質而造成的損失超過1億美元。各種傳統的添加劑被用于防止食品變質,以改善焙烤食品的質地和口味。
最近,人們開始關注酶作為防腐劑、保鮮劑在生面團改良方面的作用,如支鏈淀粉酶和α-淀粉酶配合可以有效的用于防腐。然而過量的α-淀粉酶會導致面包過粘。因此,最近的趨勢是使用中溫穩定(its)α-淀粉酶,它們在淀粉液化后活性很高,但在焙烤過程完成前就失活。盡管已發現大量的微生物可以生產α-淀粉酶,但是具有中溫穩定性質的α-淀粉酶僅在幾種微生物中被發現。
1.2淀粉的液化作用和糖化作用
α-淀粉酶的主要市場是淀粉水解的產物,如葡萄糖和果糖。淀粉被轉化為高果糖玉米糖漿(hfcs)。由于它們的高甜度,被用于飲料工業中軟飲料的甜味劑。這個液化過程就用到在高溫下熱穩定性好的α-淀粉酶。α-淀粉酶在淀粉液化上的應用工藝已經相當成熟,已有很多相關報道。
1.3纖維脫漿
現代纖維制造工藝在編織過程中會在紗線中產生大量的細菌,為防止這些紗線斷裂,往往會在紗線的表面加1層可去除的保護層。這些表面層的材料有很多種,淀粉是非常好的一個選擇,因為它便宜、容易獲取,并且可以很容易去除。淀粉脫漿可以利用α-淀粉酶,它能有選擇性地去除淀粉漿而不傷害紗線纖維,還能隨機地使淀粉降解為易溶于水的糊精,因而容易被洗掉。
1.4造紙工業
淀粉酶在造紙工業中的用途主要是改良紙張涂層淀粉。紙張上的漿糊主要是保護紙張在處理過程中免于機械損傷,它同樣也改良了成品紙的質量。漿糊提高了紙張的硬度和強度,增強了紙張的可擦除性,是一種很好的紙張涂料。當紙張穿過2個軋輥時,淀粉漿被加入紙張。這個過程的溫度控制在45~60 ℃,需要淀粉有穩定的黏度。研磨同樣可以根據不同紙張等級控制淀粉的黏度。自然界的淀粉濃度對于紙張上漿來說太高,可以利用α-淀粉酶部分降解淀粉來調節。
1.5除垢劑中的應用
酶是現代高效除垢劑的成分之一。酶在除垢劑中最大的功能就是使除垢劑更溫和無害。早期自動洗碗機的除垢劑非常粗糙,易在進食時對人體造成傷害,而且對陶瓷、木質餐具也會造成損害。α-淀粉酶從1975年就被應用于制造洗衣粉。現在,90%液體除垢劑都含有α-淀粉酶,而且自動洗碗機的除垢劑對α-淀粉酶的需求也在不斷增長。α-淀粉酶對ca2+過于敏感,在低ca2+的環境下穩定性很差,這限制了α-淀粉酶在除垢劑中的應用。并且,大多數野生型菌株所產生的α-淀粉酶對作為除垢劑原料的氧化劑也過于敏感。在家用除垢劑中,可通過增加一些工藝步驟進行改善。
最近,2家主要除垢劑酶的生產廠家novozymes和gcncncore international已經利用蛋白質工藝改善淀粉酶的漂白穩定性。它們用亮氨酸替代地衣芽孢桿菌α-淀粉酶蛋白第197位上的蛋氨酸,導致酶對氧化劑成分的抵抗能力大大增強,提高了其氧化穩定性,使酶在儲存過程中的穩定性更好。這2家公司已經在市場上推銷了這些新產品。
1.6制藥和臨床化學分析
隨著生物工程的不斷發展,淀粉酶的應用涉及到許多其他領域,比如臨床、制藥和分析化學。已有報道,基于α-淀粉酶的液體穩定試劑已應用于全自動生化分析儀(ciba coming express)臨床化學系統,已經建立起一種利用淀粉酶探測更高低聚糖含量的方法。據稱,這種方法比硝酸銀探測方法更為有效。
2α-淀粉酶的研究進展
2.1國內α-淀粉酶類的生產和應用概況
1965年,我國開始應用淀粉芽孢桿菌bf-7658生產α-淀粉酶,當時只有無錫酶制劑廠獨家生產。1967年杭州怡糖廠實現了應用α-淀粉酶生產飴糖的新工藝,可以節約麥芽7%~10%,提高出糖率10%左右。1964年我國開始了酶法水解淀粉生產葡萄糖工藝的研究。l979年9月通過了酶法注射葡萄糖新工藝的鑒定,并先后在華北制藥廠、河北東風制藥廠、鄭州嵩山制藥廠等單位得到應用,取得了良好的經濟效益。與傳統的酸法相比,可以提高收率10%,降低成本15%以上。另外,我國以酶法進行檸檬酸生產、谷氨酸發酵、糖化制啤酒、酒精發酵、黃酒釀造、醬油制造、醋生產等方面也已經研究成功并投入生產。
2.2國外α-淀粉酶研究現狀
目前,除開展大量常規誘變育種t作外,國外已初步搞清產α-淀粉酶的調控基因,探討了有關轉導轉化和基因克隆等育種技術。將枯草芽孢桿菌重組體的基因引入生產菌株,使α-淀粉酶產量提高7~10倍,并已應用于食品和制酒工業,給選育高產α-淀粉酶菌株開創了新的途徑。
2.3國內外研究機構及其主要研究方向
由于α-淀粉酶是具有重要應用價值的工業酶,國內外很多研究機構對它進行了研究。例如:四川大學,主要研究α-淀粉酶的生產菌株及其培養條件;江南大學,主要研究α-淀粉酶的結構以及應用性能,如耐熱性、耐酸性;西北大學,主要研究α-淀粉酶的變性機理以及環境對α-淀粉酶的影響;華南理工大學,主要研究α-淀粉酶的固定化和動力性質;還有華中農業大學、
3結語
α-淀粉酶已經成為工業應用中最為重要的酶之一,并且大量的微生物可以用以高效生產淀粉酶,但是酶的大規模商業化生產仍然局限于幾種特定的真菌和細菌中。得益于現代生物技術的發展,α-淀粉酶在制藥方面的重要性日益凸顯。當然,食品和淀粉工業仍然是主要市場,α-淀粉酶在這些領域的需求仍然是最大的。
參考文獻
[l] 張馳,陳固.甘薯果脯加工工藝研究[j].食品研究與開發,2001,22(6):28-30.
[2] 郭亞力.生產山楂果脯剩余濃糖汁澄清工藝研究[j].蒙自師專學報:自然科學版,1993,10(2):1-3.
英文名稱:Rare Metal Materials and Engineering
主管單位:中國科學技術協會
主辦單位:中國有色金屬學會;中國材料研究學會;西北有色金屬研究院
出版周期:月刊
出版地址:陜西省西安市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1002-185X
國內刊號:61-1154/TG
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發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1970
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