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关键词:多级净化;沉淀;生物净化;景观水
中图分类号:X 703文献标识码:A文章编号:10095500(2014)03002407
基金项目:北京市丰台区科技项目“景观水生态处理技术及其在园林中的应用研究”资助
随着人们对生活环境需求的日益增高,景观水逐渐成为生活中的重要元素。景观水遍布于公园、居民区、校园、企业园区等,因此,其水质与景观效果的优劣也一定程度影响着人们的生活品质。景观水受到的外源污染源包括直接污染、水源、落叶尘土、底泥和滋生青苔等\[1\],虽然其发生严重污染的概率较低,但因其水量小,不具有完善的生态系统,抵御外界干扰能力差\[2,3\]。目前,由于维护管理的落后,景观水水体常常处于不断恶化状态\[4,5\],加之蒸发作用,换水以及补水是园林景观水常采用的维护管理措施\[6-8\],而水源多来自地下水\[8-10\],加重了地下水资源的消耗。而以景观水为主的园林景观的维护重点也在夏季,我国北方地区恰逢夏季多雨,可提供充足的水资源,因此,将道路雨水径流用于景观水及周围绿地灌溉能够有效解决常规景观水补水问题,保护地下水资源。然而,道路雨水径流往往污染超标\[11-13\],在用于景观水之前要必须采取净化。
净化工艺中,沉淀是解决泥沙与悬浮物的最适用方法,沉淀池具有易于建造、工艺成熟稳定、使用寿命长、可靠性高且沉淀效率好的特点。沉淀是利用水力停留时间沉淀受污水体内颗粒物的主要方法,是解决泥沙与悬浮物的适用方法之一。当水力停留时间达到12 h时,能够去除≥0.07 mm颗粒,去除率大于70%\[14,15\]。而植物净化是一种模拟自然湿地的生物净化系统,其通过基质(填料)、植物和微生物三者的协同作用实现对污废水的高效净化作用\[16\],还具有一定的景观生态功能\[17\]。水生植物对水质的净化作用已经有了广泛的研究\[18-21\],水生植物在美化水体景观、净化水质、维持水体营养平衡方面具有显著功效。研究结果表明,生物净化对COD的去除率可达80%以上\[22\],对N的去除率可达60%,对P的去除率可达90%以上\[23-25\]。因此,具有出水水质优,净化功能全面,兼具生态效益和环境效益的特点。
在实际应用中,研究沉淀与生物净化相结合的净化模式就具有了一定现实意义。以已经修建的多级沉淀与生物净化相结合的净化系统为研究对象,探讨了其净化路面雨水用于景观水补水和灌溉用水的室外实例,研究其净化水质特征以及多级净化的相互作用关系,分析其净化效果。
1材料和方法
1.1处理设施
试验是依据原处理设施正常运行状态下的实物基地,设施位于北京市六环高速公路边某企业园区,园区内修建了4个串联的硬化池塘承接六环高速公路的雨水径流,通过4个池塘净化后的雨水由水泵作用,排入园区内其他两处景观水湖作为用户补水以及绿地灌溉用水。4个池塘的布局及连接方式见图1,水流顺序依次为ABCD。
图1多级净化池布局
Fig.1The diagram of multistage purification pools
4个串联水池呈方形,边长10 m,水深1.5 m,全部采用防渗硬化处理,在每相邻的两个池塘底部通过两根平行于地面、直径300 mm的水管相连通,两根水管为上下布置,分别设置于水深1.3 m及1 m处。按水流顺序标为A、B、C、D池。4个池塘按照连通器原理构成了一个4级沉淀池,同时原设施A池稀疏地混合种植了芦苇(Phragmites australis)与香蒲(Typha angustifilia),B、C、D池则密布睡莲(Nymphaea),平均种植密度2.5株/m2,4个池塘构成了多级沉淀与多级生物净化相结合的净化系统。
当发生降水事件后,由六环高速路汇集的雨水径流首先进入A池,当水位超过连通水管所在高度后,自流进入B池,然后,依此逐步流入C、D池,待降水结束后,最终成为静止状态。在此过程中,雨水径流逐级流入AD池发挥多级沉淀作用,降水停止,待水体稳定后,沉淀作用还将持续发生,而生物净化也开始发挥作用。
1.2研究方法
试验于2012年8~10月进行,采样在发生降水强度>20 mm,且雨前干燥期≥7 d的降水后实施,试验期间共采集水样3次,分别为8月3日,9月27日,10月18日。每个水池以随机的形式在不同深度以及不同位点采3次水样作为重复,采集1次水样的体积为300 mL,储存于聚乙烯瓶中,并于当日测定其各项水质指标。
1.3指标与方法
采样后立即测定pH、COD、TN、NH4+N、NO2-N、TP,测定项目和方法见表1。
表1水质测试项目及方法
Table 1Index and methods for water quality test
序号 测定项目 测定方法
1 化学需氧量COD 重铬酸盐法
2 总氮TN 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法
3 氨氮NH4+N 纳氏试剂比色法
4 亚硝酸盐氮NO2-N 分光光度法
5 总磷TP 钼酸铵分光光度法
6 pH pH计
2结果与分析
2.1pH
pH的稳定有利于各种净化方式发挥最大效应。3次测定时间pH均保持接近中性偏碱的环境,其中,10月pH整体偏碱,但始终在7.15~8.00(图2),为植物与微生物的联合生物净化环节提供适宜的pH。
稳定pH条件首先能够稳定水体内各种污染物质的形态,保证了植物与微生物的正常吸收和利用,其次保证水生植物和微生物的正常活动,保持生物净化的高效性。试验中水体略偏碱性,这与植物、藻类的光合
图2pH变化趋势
Fig.2Tendency of pH
作用有关\[26\]。氮类物质尤其易受到pH影响,当pH为8.0~9.3时,氨的挥发增强\[27\],此时氨挥发将是重要的除氮途径。同时,硝化作用也需要7.0~8.6的适宜的pH\[26,28,29\],因此,试验中的水体皆适合硝化作用的进行。
2.2COD
4个净化池塘的COD总体上呈较为明显降低趋势,由A池至D池呈现逐渐降低的趋势(图3),D池的水质能够达到地表水环境质量标准Ⅱ类并窭嗨质标准。整个多级净化系统平均总去除率为78.94%,每次样品呈现的逐级去除率变化趋势不尽相似,但整个系统净化效率较高,保证了水质总体较优。
图3COD变化趋势及逐级去除率
Fig.3Tendency and stepwise removal rate of COD
COD是水体中有机物含量的反应,立交桥雨水径流水质的COD与悬浮物具有较强的相关性,相关系数达到0.8\[30\]。因此,A池对COD的净化主要表现在沉淀作用,8月的测试COD起始浓度最高,B池的去除率较其他两组更高,9与10月的变化趋势相似,各级逐级去除率的变化趋势相似。以含悬浮物为主的路面雨水径流中,沉淀是主要的净化作用,悬浮物污染较轻的径流中,沉淀亦发挥作用,但此时植物净化作用是一种更可靠的净化方式。在本次测试中,B、C、D池主要表现在沉淀与生物净化的联合作用,睡莲等水生植物的根系为微生物的着生提供了条件,有利于形成生物膜,而微生物的COD的净化主要源于微生物的好氧降解过程\[31\],成为微生物的碳源。同时植物根系对水体中的有机物也有吸收作用,此外,B、C、D池也依然存在一定的沉淀功能,这些因素都为高效去除COD提供了条件。
2.3氮
2.3.1TN
平均总氮去除率达83.67%(图4)。D池的水质能够达到地表水环境质量标准Ⅱ类并窭嗨质标准。逐级去除率中,8、9月随着水质逐渐清洁,逐级去除率均表现为逐级降低。10月的各级去除率较相同,但总体去除率较为理想。
图4TN变化趋势及逐级去除率
Fig.4Tendency and stepwise removal rate of TN
总氮的去除方式主要有氨挥发、硝化反应以及植物吸收\[27\]。氨挥发主要由水的pH决定,在接近中性情况下,氨挥发并不能成为水体除氮的主要途径\[32\],因此,硝化反应和植物吸收同化作用将是除氮的主要途径,而这两种渠道均是在微生物与植物共同作用下完成,温度将是影响各级除氮效率的重要因素。10月中旬取样时,气温较8、9月低,因此,推测将影响B池的净化效率,使更多的净化负荷转移至C、D池,这也是10月各级去除率较为接近的原因。同时温度变化的影响也表明,TN的净化对沉淀的依赖并不强,生物净化的作用更加明显。温度较高的8、9月TN在C池已基本除净。
2.3.2NH4+N
在3次试验中NH4+N具有差异较大的起始浓度,但是各组总体呈现较显著的降低趋势,NH4+N平均总去除率68.89%(图5)。除9月C池出现氨氮浓度上升的情况,其他情况下均具有有效的逐级去除率。各组D池水质接近地表水环境质量标准Ⅰ类水质标准。起始浓度较高时对应较高的去除率,最终都达到相接近的优良水质标准。
铵态氮是植物能够直接利用的氮的形式之一,因此植物吸收是去除铵态氮的途径,同时氨气的挥发也是氨氮去除的途径。由于植物的光合作用,植物根系的含氧量高,氧气与COD为参与硝化作用的微生物提供了适宜的反应条件,使铵态氮向硝态氮转化\[33\],以上因素均是氨氮降低的原因。9月出现NH4+N在C池升高的情况,首先9月氨氮含量本身较低,其次推测
图5NH4+N变化趋势及逐级去除率
Fig.5Tendency and stepwise removal rate of NH4+N
C池可能局部呈现厌氧状况,发生了反硝化作用。另外,路面雨水径流中存在来自于机动车尾气和轮胎的Pb、Zn等重金属,研究发现,金属离子可致处理水中的NH4+N增加\[34\]。同时,由于NH4+N与悬浮物和COD具有较显著的相关性\[30,35\],因此,试验的系统的沉淀作用也对氨氮的去除具有贡献作用,8、10月的逐级去除率基本相同,表明生物作用去除氨氮较沉淀作用更好。
2.3.3NO2-N
作为水体中氮素的中间产物,亚硝酸盐氮具有与总氮相似的稳定的下降趋势,总体去除率78.96%,各级去除率整体表现为C池与A池略高,D池略低(图6)。
图6NO2-N变化趋势及逐级去除率
Fig.6Tendency and stepwise removal rate of NO2-N
亚硝酸氮盐是硝化作用与反硝化作用的中间产物,其含量反映了水体中氮的转化情况。亚硝酸盐氮的降低与总氮的趋势一致,表明水体内几种除氮环节的有效性,水体氮含量总体下降。逐级去除率表明,在C池中NO2-N基本除净,B池、C池是发生NO2-N转化的主要场所。在亚硝化细菌的作用下NH4+N转化为NO2-N达到除氨氮的作用,硝化作用产生硝酸盐氮NO3-N的在植物的吸收作用下去除,使水体的总氮得以降低。总氮和亚硝酸盐氮的逐级去除率表明,亚硝酸盐氮无积累现象,硝化作用进行顺利,水生植物在吸收氮素用于自身生长外也通过光合作用为水体营造了良好的富氧环境,得以保证水体氮的顺利去除。此外,9月C池一部分亚硝酸盐氮可能参与了反硝化作用,导致氨氮浓度的增高。
2.4TP
水体总磷TP具有稳定的降低趋势,总磷平均去除率为87.55%。8月B、C池内总磷基本被除净,9、10月B池的去除率较C、D池高,总体去除效果理想(图7)。C池的水质就已经达到地表水环境质量标准Ⅱ类水质标准。
图7TP变化趋势及逐级去除率
Fig.7Tendency and stepwise removal rate of TP
在此多级净化系统中,水体磷的去除具备沉淀与生物去除多种形式。研究表明,路面径流雨水的SS(悬浮物)与TP具有良好的线性相关性\[35\],并且,路面雨水径流中TP的颗粒吸附态污染占路面径流的83.1%\[36\],因此,沉淀作用是去除TP的重要途径之一,虽然A池水生植物较少,但3组数据仍表现为第1级总磷去除率较为稳定且高效。总磷去除的第2个途径为溶解性磷的植物吸附作用,磷与氮同样作为植物吸收同化的重要养分。一方面,植物表面为聚磷菌等微生物的附着提供了条件,植物与微生物的共同作用,在此多级净化系统中的后期净化中起着重要作用,得以去除颗粒性磷之余的TP,保证了水体较高的的TP去除率,这种特性在立交桥道路雨水径流水质及污染特征变化较大的情况下更为适用,因此,无论各级的去除率如何分配,依然能够保证TP的去除率。
3讨论与结论
3.1讨论
试验研究的多级沉淀与生物净化相结合的净化工艺对以路面雨水径流为主的水体具备一定的净化作用,各类污染净化去除率68.9%~78.9%,与其他有关沉淀或生物净化的研究结果相同\[22,26,27,31,32\]。主要的有机污染、氮污染和磷污染皆能够得到有效的净化,使水质从污染状态达到较优的Ⅱ类水质标准。
试验研究的净化系统中的沉淀主要以沉降颗粒污染物为主\[37\],而雨水径流中的颗粒物往往是各类污染的吸附体\[38\],因此,针对颗粒物的净化也有助于改善整体的水质。这也是净化B池的各项污染指标相对A池都有显著的降低。而此时净化系统中的水生植物对净化的贡献一方面为自身吸收污染物质用于自身营养,另一方面其网状根系为微生物提供了着生条件,为形成生物膜提供条件,进一步提高了系统净化的效率。这为去除沉淀作用之外的有机污染、富营养污染提供了条件。此外,A池首先沉淀了雨水径流中的大量颗粒物,减少了大量污染物,保障了B,C和D池植物和微生物的正常生长,使生物净化效果得以保持,实现了沉淀与生物净化合理、稳定、高效的结合方法。在净化系统中,沉淀应被视为主要措施,因为其具有稳定、受环境扰动小的特点,而传统生物净化范围广、净化彻底,可作为沉淀作用之后必要的高效补充。通过试验证明,在常规季节条件下,二者的结合是一种净化效果优良、实效性好的净化方式,同时其组合具有实现难度低、管理维护容易、具备一定景观效果的优点。
同一指标不同采样月份的各级去除率具有一定的差异,但最终去除率却呈现高效和稳定的特点。这与不同路面径流污染特点,以及不同降水特征有关。具体表现为,在降水强度更大,单位时间径流量更大的情况下,A池水体流动性也就越强,水力停留时间减小,沉淀效果降低,依此B、C、D池也将涌入更多的污染,造成多样的水质变化趋势。而最终水质均达到有效改善,证明了四级净化能够抵御一般情况下的水质变化并保持系统运行效果的稳定;其次,试验中,C池NO2-N出现了净化效率放缓的现象,可能由于C池内存在局部缺氧条件,因此,发生了一定程度的反硝化作用。在种植水生植物时,应当注意合理的种植密度以及分散程度,以避免造成密集的枝叶阻碍水气的交换以及过度的植物好氧。
3.2结论
(1)多级沉淀与生物净化相结合的净化模式具理想的去除率。COD、TN、NH4+N、NO2-N和TP各污染指标平均总去除率分别为78.9%、83.7%、68.9%、79.0%和87.6%,去除效率高。
(2)净化出水水质清洁。经最后一级净化后的D池的水质基本达到地表环境水质量标准Ⅱ类以上水质标准,其中,总氮TN与亚硝酸氮NO2-N在C池时水质已可作为景观水及绿地灌溉的水源。
(3)A、B池对TP具较高的去除效果,C、D池对COD、N类污染具有主要的去除效果。A、B池主要针对以沉淀为主的污染物,C、D池主要针对以生物净化和吸附为主的污染物。
(4)沉淀作用与生物净化作用表现并不独立,具有相互作用,共同去污的特点。沉淀快速降低重度污染,为后续生物净化维护较稳定的条件,而生物净化则达到更彻底的净化效果。
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Water purification performance of combination
mode of multistage sedimentation and
biological purification
JIAO Jian1,HUA Weiyun2 ,QIN Fuyun3,SU Derong1,SONG Guilong1
(1.Institute of Turfgrass Science of Beijing Forestry University,Beijing 100083,China; 2.Fengtai
Preparatory Office of the 9th China International Garden EXPO,Beijing 100070,China;
3.Wangfangting Pack Administration Office of Beijing Fengtai Municipal Bureau of
Landscape and Forestry,Beijing 100072,China)
关键词驼绒藜;梭梭;特征特性;育苗技术
德令哈地区属于荒漠区,是青海省分布面积较大的脆弱生态类型区,也是全省生态建设和可持续发展战略实施的重点地区。目前整个柴达木盆地的林业长期以来苗木繁育一直以杨柳树种为主,苗木品种比较单一,林分结构简单,苗木的抗逆性差。加之,近年随着人口的迁进、过度开荒、超载放牧、不合理的樵采等人为因素影响,使盆地十分脆弱的自然生态系统遭到严重破坏,生态环境加剧恶化,人类的生存、生活空间逐步退缩,盆地内已出现大面积的撂荒耕地和退化草场。截至1995年,弃荒地已达耕地的55%,退化草场面积达草原总面积的1/3,这将威胁盆地今后的建设和社会经济的可持续发展。为维系柴达木盆地脆弱的生态系统,保存青藏高原高寒干旱生态区特有的特种资源,必须对该地区现有的苗木繁育结构进行调整,并对灌木树种进行繁育试验,选择培育和繁育出一批适应干旱荒漠化地区生长的树种。在该地区现有的沙生植物及乡土树种的基础上,采取科学的人工驯化和快速繁育,扩大乡土树种资源量,研究和探索出一套适合柴达木地区荒漠化沙生植物育苗新路,对促进荒漠防治工作及生态建设进一步开展具有重大的实际意义。
驼绒藜、梭梭是我国西北地区重要的沙生植物,是沙漠地区特有的超旱生、耐盐、耐风蚀植物,素有“沙漠卫士”之称,是一种优良的防风固沙植物,尤其在干旱、高温、寒冷和风蚀等恶劣环境中能顽强生存,对外界环境压力表现出极强的适应能力[1-3]。通过对其进行繁育,总结出其生长规律,可缩短育苗周期,对培育本地乡土育种树种显得尤为重要,可以打破目前品种相对比较单一的现状,选育出更优良、抗逆性更强的品种,拓宽其栽培应用区域,用于改善日益恶化的生态环境,对海西荒漠化造林起到重要的作用。
1特征特性
驼绒藜(ceratoides lateens reveal)为灌木,产于德令哈海拔3 000 m的尕海陶力车站荒漠地区沙浅凹地,较耐寒,对土壤要求不严,具有较强的抗逆性和适应性,是良好的荒漠治理树种。可于当年10月进行采收,并对其种子去杂净种阴干后贮藏,待翌年5月播种。梭梭(heloxylon ammodendron bunge)产于德令哈海拔2 800 m的怀头他拉的半荒漠的沙漠中,较耐寒,对土壤要求不严,具有较强的抗逆性和适应性,是良好的荒漠治理树种。可于当年10月进行采收,并对其种子去杂净种阴干后贮藏,待翌年5月播种。
2繁殖育苗技术
2.1选地整地
选择土壤为砂质壤土的地块育苗。在秋季对土壤灌足冻水后进行翻耕,翌年播种前进行整地碎土和保墒等工作,对土壤进行平作,每条地宽度采取相同宽度18 m,条与条间横楞坎打成一致,便于整个大田看上去美观整齐。种子播种和插条每块采取南北方向条播,行间距40 cm×40 cm。
2.2种子处理
在播种前对种子采取冷水浸种法,给种子创造利于发芽的条件,浸种时间的长短视贮藏期的长短和树种而定,对梭梭、驼绒黎种子一般浸种30 h。
2.3播种
采取条播方式,按40 cm行距将种子均匀地播到开沟中地,播种方向采取南北向,条播的沟幅宽度一般为8 cm。为使播种行通直,人工播种前先拉线、用板锄均匀开沟,沟深一般为6 ㎝。播种时要边开沟边播种边覆沙,以防播种沟失去水分,播种量控制在37.5 kg/hm2左右。覆沙进行保墒、保湿、防止风干和鸟兽的危害等,先将种子均匀撒入沟内,上覆沙厚3~5 cm,梭梭上覆土5 cm、驼绒藜上覆土3~4 cm。
2.4苗期管理
沙生植物的繁殖,从萌芽、缓慢生长、旺盛生长到落叶休眠,都要经过一系列的生长时期,各时期不但生长速度差异较大,且管理要求也不相同,因而掌握好其年生长规律对科学的管理苗木十分重要[4-6]。驼绒藜、梭梭等沙生植物,于5月19日开始栽种,6月8日种子开始陆续萌动出芽,一般萌动期续持续约20 d,后进入生长停滞期,该时期为保持插穗的水分平衡,减少蒸腾,每6 d灌1次水。速生期(6月5—28日)需加强松土、除草、防治病虫。封顶期(9月至10月中旬)主要表现为顶芽形成,高生长停止,此间直径生长仍继续,根系处于旺盛生长阶段,为促进苗木木质化程度增加,可延长浇水期,每10 d为1个周期,此期要停止施肥,加强病虫害防治。
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关键词: 刈割;草甸草原;群落特征;土壤微生物;土壤酶活性
中图分类号:S812.8 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2015)15-3617-03
Abstract: In the meadow steppe, taking the Leymus chinensis community and Stipa baicalensis community in Hulunbeier as the research sample, the community characteristics, soil microorganism and enzyme activity in mowing disturbance were studied. The results showed that the interference of cutting to Leymus chinensis communities was small, the four index of α diversity of Plant community were higher, the species diversity was more abundant and the growth situation was relatively better than that of Stipa baicalensis community. The number of microorganisms in different mowing areas showed the same trend:bacteria>actinomyces>fungi (P 10~20 cm. The soil depth of urease, catalase, invertase activities in 0~10cm was higher than that in 10~20 cm. The correlation analysis indicated that the α diversity of plant community was positively related to soil microorganisms and soil enzyme activities (P
Key words: meadow steppe; mowing; community features; soil microorganism; soil enzyme activity
不论是天然草地、人工草地还是退耕后新建的草地,除发挥其生态功能外,其主要目的在于利用。草地的利用方式主要有放牧和割草两种。对于北方温带草原而言,放牧和刈割是草场利用和管理的主要方式,同时也是两个主要的人为干扰因素。由于牧草生产季节不平衡,刈割相对于放牧而言,对于解决牧草生产季节不平衡的问题,确保家畜越冬营养需要起着重要的作用。在广大牧区,割草地收获的干草是解决牧草供给季节不平衡的重要手段,也是冬春期间抗灾保畜,减少春乏损失的主要措施。
研究在刈割干扰下呼伦贝尔草甸草原羊草和贝加尔针茅群落特征、土壤微生物与酶活性的变化,并进行比较分析,在刈割条件下羊草群落和贝加尔针茅群落哪个生长情况更好,更适合刈割,产量更高等,对于草原的保护和合理利用,草原自然保护区的建设等都具有重要的意义。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
采样地位于呼伦贝尔市陈巴尔虎旗草甸草原。位于49°33′49.4′′-49°43′20.8′′N、118°50′15.7′′-118°58′21.2′′E,海拔695~787 m。属于中温带半干旱大陆性气候,冬季严寒漫长,夏季温暖短促,年均气温-2.6 ℃,最高、最低气温分别为38.4 ℃和-49 ℃;年积温1 580~1 800 ℃,无霜期110 d;年平均降水量350~450 mm,多集中在7~9月且变化较大。草原类型是以羊草(Leymus chininse)p贝加尔针茅(Stipa baicalensis)分别为建群种和优势种构成,主要伴生种有硬质早熟禾(Poasphondy lodes)p蓬子菜(Galium verum)等。
1.2 试验设计
1.2.1 样地设置 根据利用方式不同,将样地分为放牧和刈割两个区,再根据建群种不同将每个区划分为羊草群落(YD)和贝加尔针茅群落(BD)。本研究只对刈割区的羊草群落和贝加尔针茅群落进行研究,刈割区属于常年正常刈割3年以上,羊草群落和贝加尔针茅群落分别以羊草和贝加尔针茅为建群种。每个群落各设一个样带,每个样带长100 m,宽2 m,在每个样带中随机取面积为0.5 m×0.5 m的样方,重复15次。
1.2.2 植物调查与取样 2012年8月中旬,草原植物群落生物量达到高峰期时,在呼伦贝尔草甸草原刈割草场的羊草群落和贝加尔针茅群落各选取一个样带进行调查与取样。野外植被学调查采用常规调查法[1]。植物多度采用计数法测定、植被盖度采用目测法测定、用直尺测量每个物种的自然高度、地上生物量测定,齐地面剪取茎叶,然后分种计数并称取鲜重后,装入纸袋中自然晾干,称其干重。
1.2.3 土壤样品采集 在采取植物样本的同时采取土壤样本。每个样地内用9 cm土钻随机选10个样点,每个取样点之间间隔10 m,分层取0~10 cm、10~20 cm土壤样品,同层土样混合均匀,试验设3次重复。将土样保鲜带回实验室立即进行试验,用于土壤微生物和土壤酶活性的测定。
1.2.4 土壤微生物种群数量测定 细菌、放线菌和真菌的活菌计数培养基分别为牛肉膏蛋白胨培养基、高氏1号培养基、孟加拉红培养基,方法参考文献[2]。
1.2.5 土壤酶活性的测定 脲酶用靛酚蓝比色法测定,酶活性以24 h后1 g土中NH4+-N 的毫克数表示;转化酶采用3,5-二硝基水杨酸比色法测定,酶活性以24 h后1 g土中葡萄糖的毫克数表示;过氧化氢酶采用高锰酸钾滴定法,酶活性以每克土壤滴定所需0.1 mol/L KMnO4的毫升数来表示[3]。
1.2.6 数据处理
1)重要值。植物群落物种重要值计算公式为:重要值=(相对高度+相对密度+相对盖度)/3
2)植物群落α多样性 物种α多样性指数包括:Margarlef丰富度指数(Ma)、Shannon-Wiener多样性指数(H′)、Simpson多样性指数(D)和Pielou均匀度指数(Jp)。
3)数据分析 采用Excel 和SAS 9.13 软件进行数据分析和作图。
2 结果与分析
2.1 植物群落数量特征分析
2.1.1 群落盖度变化 群落盖度分析结果显示,两个群落之间无显著性差异,贝加尔针茅和羊草的群落盖度大致相同,相差不大(P>0.05)。贝加尔针茅群落高出羊草群落2.090个百分点(图1A)。
2.1.2 群落高度变化 群落高度方差分析结果显示,两个群落之间无显著差异,贝加尔针茅和羊草的群落高度大致相同,相差不大(P>0.05)。贝加尔针茅群落高出羊草群落2.217%(图1A)。
2.1.3 群落密度变化 群落密度变化显示,两个群落的密度比较与群落高度和盖度有所不同,两个群落之间有显著差异(P
2.1.4 群落现存量变化 群落现存量变化显示,不同群落之间存在显著差异(P
2.2 植物群落α多样性变化
由表1可知,不同群落在刈割干扰下,Margalef物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数,贝加尔针茅群落相比羊草群落有升高趋势,Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数,不同群落之间没有显著差异,相差不大。
Margalef物种丰富度指数:羊草群落显著高于贝加尔针茅群落18.110%(P
Shannon-Wiener多样性指数:不同群落之间有显著差异,羊草群落显著高于贝加尔针茅群落35.544%(P
Simpson优势度指数:不同群落之间无显著差异,但羊草群落高出贝加尔针茅群落2.20%。
Pielou均匀度指数:不同群落之间无显著差异,但羊草群落高出贝加尔针茅群落7.07%。
2.3 刈割条件下土壤微生物数量变化
由表2可知,在土壤微生物中,无论是羊草草原还是贝加尔针茅草原土壤,细菌的数量基本上较放线菌高1个数量级,放线菌较真菌高2个数量级。细菌与放线菌和真菌均呈显著差异(P0.05)。两类型草原相比较,在0~10 cm土层中放线菌的数量贝加尔针茅草原的要高于羊草草原的,但差异不显著(P>0.05)。
2.4 刈割对羊草和贝加尔针茅草原土壤酶活性的影响
刈割对羊草和贝加尔针茅草原土壤酶活性的影响情况见表2。两种类型草原土壤酶活性的垂直分布情况为0~10 cm高于10~20 cm,刈割干扰下两个土层中土壤脲酶和过氧化氢酶活性相比较,贝加尔针茅草原的要高于羊草草原的,但差异不显著(P>0.05),而转化酶的活性羊草草原要高于贝加尔针茅草原的,但差异不显著(P>0.05)。
2.5 土壤微生物、土壤酶活性与植物群落数量的关系
相关性分析表明,植物群落α多样性与土壤微生物数量、土壤酶活性呈显著正相关(P
3 结论与讨论
刈割作为草甸草原重要的利用和管理方式之一,对天然草地生态系统而言,是一种人为干扰机制,对草地生态系统及其各组分产生一定的影响。对于刈割干扰下的草甸草原,已经有了一系列的研究,研究表明,刈割可以增加群落的物种数、群落密度以及羊草群落盖度[4],同时,随着刈割频次的增加,即刈割间隔期间的缩短,群落的地上生物量和地下生物量都有所减少。适量的刈割可以刺激植物的生长,但刈割频次过多会严重影响植物的生长[5]。适度的刈割对土壤微生物和土壤酶的活性也会产生一定的影响[6],所以研究刈割对草原的影响对于合理利用草地具有重要意义。
贝加尔针茅个体比羊草大,在高度和盖度两个指标中贡献大,高于羊草,可是同一大小的样方中羊草数量众多,导致密度指标上羊草要大于贝加尔针茅[7]。而且,由于贝加尔针茅个体大,对别的物种的竞争排斥作用强,导致同一群落的种间竞争过程中,贝加尔针茅会优于羊草[8],这可能使贝加尔针茅群落的现存量和枯落物量要小于羊草群落。另外这可能也是导致羊草群落α多样性比贝加尔针茅群落高,因为种间竞争小,就能允许更多的物种共同生存,生物多样性就高,反之就低。
植物群落与数量特征:在群落与数量特征的五个指标中,不同群落之间高度和盖度都没有显著差异,相差不大,但贝加尔针茅群落略高于羊草群落。而另外两个,即现存量和密度,不同群落之间有显著差异,并且都是羊草群落显著高于贝加尔针茅群落。表明在刈割干扰下,以羊草为建群种的群落所受的影响比贝加尔针茅群落小,生长情况相对更好。
植物群落α多样性:在刈割干扰下,羊草群落受影响较贝加尔针茅群落小,植物群落α多样性四个指数都比贝加尔针茅群落高,物种多样性更丰富。
总之,草甸草原自然保护区在刈割干扰下,羊草群落普遍生长情况相对更好,生物多样性也更高,而且由于枯落物的量高于贝加尔针茅群落,对土壤肥力的作用也会比贝加尔针茅好,但是就草场的牧草生产力而言,由于贝加尔针茅个体大于羊草,使得贝加尔针茅群落明显高于羊草群落。另外,虽然贝加尔针茅群落在刈割干扰下生长情况稍劣于羊草群落,但对草甸草原并没有多大影响,因此,贝加尔针茅群落更适合刈割。在草甸草原自然保护区的建设过程中,可以适当的调整两个群落的刈割强度和刈割频次,以便达到最好的利用效果,对此还有待进一步的研究。
参考文献:
[1] 姜 恕,李 博,王义凤.草地生态研究方法[M].北京:农业出版社,1988.
[2] 李振高,骆永明,滕 应.土壤与环境微生物研究法[M].北京:科学出版社,2008.
[3] 林先贵.土壤微生物研究原理与方法[M].北京:高等教育出版社,2010.
[4] 桂 花,乌仁其其格,袁 伟.呼伦贝尔草甸草原自然保护区不同干扰下植物群落特征研究[J].广东农业科学,2012,39(15):181-183.
[5] 鲍雅静,李政海,包清海.多年刈割对羊草草原群落生物量及羊草和恰草种群重要值的影响[J].内蒙古大学学报,2001,32(3):309-313.
[6] 郭明英,卫智军,徐丽君,等.不同刈割年限天然草地土壤呼吸特性研究[J].草地学报,2011,19(1):51-57.
【关键词】 计划生育;药物流产;临床特征
doi:10.3969/j.issn.1004-7484(s).2013.09.260 文章编号:1004-7484(2013)-09-5004-02
随着医学技术的发展,药物终止妊娠越来越广泛的应用于临床,不仅成为意外怀孕最有效的补救方法,而且也是目前最安全的终止妊娠手段,受到许多早孕人士的欢迎。药物流产简称药流,是指口服相关药物以终止早期妊娠,在怀孕早期无需做手术而只需通过打针或口服药物的方法达到人工流产[1]。应用药物使妊娠终止是近20年来妇产科医学技术的最新发展。目前常用的药物是前列腺素与米非司酮片(Ru486)联合使用,前者使子宫收缩,促使胚胎排出,后者使子宫蜕膜变性坏死、宫颈软化。为更安全有效的使用药物终止妊娠,笔者对某妇产医院200例进行药流的孕妇各项数据进行统计分析,报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料 以2008年2月——2009年6月进入某妇产医院的200例采取药物终止妊娠的孕妇为对象,年龄在17-40岁之间,平均年龄为25.65岁,其中年龄在17-22岁的62例,22-30岁92例,30-40岁28例;其中未婚女性78例,已婚女性122例,病程时间为经产产妇82例、初产产妇98例。这200例患者均按照体格检查、病史与B超检查结果,都经确切诊断为早孕。
1.2 方法 使用的米索前列醇与米非司酮由广东卫生所提供,产妇口服米非司酮70mg,每天一次,连续使用两天;24小时候空腹状态下口服米索前列醇550μg。之后观察监测患者的脉搏、血压与不良反应等情况,并检查孕妇的阴道排出物。如果孕妇产生活动性出血,则行钳刮术并于静脉滴注缩宫素,分娩两天后再次采用B超检查患者子宫,以确定妊娠终止情况。需要注意的是,在口服药物终止妊娠前必须停止使用甾体抗炎药物,同时应在能随时输血的条件下为孕妇配备专业妇科医生进行指导,以防发生大出血与其他严重情况。
1.3 判定疗效标准 按照相关资料信息提供的标准分完全终止妊娠、不完全终止妊娠和终止妊娠失败三种。完全终止妊娠,口服药物终止妊娠后排出胎盘组织,且经过B超检查显示为完全流产,术后阴道出血减少;不完全终止妊娠,虽然药物终止妊娠后能排出胎盘组织,但术后十天内孕妇阴道内仍有不规则出血现象,B超检查出子宫腔内仍有残留,需使用其他方法进行辅助治疗;终止妊娠失败,口服药物之后十二天内都未有胎儿及胎盘组织排出,B超检查显示子宫内胎儿与胎盘组织仍旧存在,需要使用其他方法以终止妊娠[2]。
1.4 统计方法 采用SAS10.0统计软件进行统计学分析,χ±s表示计量数,用t来检测,具有的统计学意义为P
2 结果
这200例患者的过敏情况、流产不完全、流产失败率与治疗的不良反应、治疗依从性的情况,见表1。
3 讨论
药物流产是使药物药理对子宫产生作用,使子宫收缩胎芽与胎囊并将胎芽排出体外,多使用米索前列醇与米非司酮联合终止妊娠。与传统的手术终止妊娠相比,药物终止妊娠更简便,且具有无痛、无危险与有效等特征。由于一些患者自身的特殊情况,服药后会产生不同程度的副作用,临床医生与患者都必须对此加以足够的重视。
药物终止妊娠适于确诊为正常宫内妊娠且孕期不超过49天、18-40岁且对人流有恐惧心理的健康女性。药流后出血时间较长、出血多、易感染,甚至可能导致继发性不孕。临床上药流不全时有发生,药流不全时需要进行清宫处理。药物终止妊娠患者在无医生指导下服药后若大量出血,救治不及时可能会危及生命。因此药物终止妊娠要尽早确诊尽早用药。部分患者在流产后阴道出血时间较长,少数人可能流产不全仍需手术清宫[3]。药物终止妊娠的医学原理为通过药物的作用使身体内的孕酮活力下降,体内的孕酮活力下降就会引起流产,再通过药物使子宫发生强烈收缩,迫使怀孕组织排出体外。具体来说就是通过药物使子宫蜕膜变性坏死、宫颈软化、同时子宫收缩、迫使胚胎排出。这个过程中子宫收缩是会疼痛的,这种痛感因人耐受程度不同是有所差异的,一般情况下可以忍受。
本文对200例药物终止妊娠的患者数据进行统计分析,结果显示大部分患者能顺利完成妊娠的终止,少部分患者出现过敏、流产不完全、流产失败率与不良反应等情况。因此在意识到选择药物终止妊娠可取的同时,不能忽视其给人体带来的副作用,使用此方法的孕妇需要在医生的指导下进行,切忌自行服用。
综上,采取药物终止妊娠能避免手术流产的疼痛及某些并发症的发生,达到有孕止孕、无孕催经的目的。由于药物终止妊娠不需要经过宫腔,能在很大程度上减少子宫壁的受损和降低宫腔感染,因此极大地减少了患者的烦恼与痛苦,提高了患者的生活质量。
参考文献
[1] 张永红.浅析药物终止妊娠的疗效及影响因素[J].吉林医学,2011(10):108-110.
已经具备了初步的科学知识和操作技能,具备了一定的探究能力,思维方式也初步的由具体转变为抽象。因此在今后的教学过程中要进一步扩大学生知识范围,进一步提高学生创新能力和自主探究能力,培养学生动手动脑学习科学的兴趣,增加学生的社会实践活动和自我研究的能力,联系他们的实际生活,用所学得知识解决生活中的问题,最终达到将科学知识创造性应用到生活中去。
二:教学目标:
(一)情感态度
重点强化了认识事物内部的变化特征和变化的相互联系,既有对事物外部表象的观察,又从微观世界认识事物的内部结构和变化的规律性分析,突出了认识事物的结构和功能,注意培养学生学习科学的兴趣和良好的学习习惯,在探究过程中有意识地强化训练。增强学生解决问题、克服困难的勇气,有助于对学生进行思想品德教育,把所学到的知识用到生活中去。
(二)知识目标
1.了解细菌的主要特点和对人类正反两方面的作用;知道真菌是、既不属于植物也不属于动物的一类生物中的一类。
2.知道水能溶解一些物质;知道物质的变化有两大类,一类仅仅是形态变化,另一类会产生新的物质;了解物质的变化有的可逆,有的不可逆。
3.观察生活中运动静止相对性的事例,能用简单的图表或图形表示距离和实践的关系,直到物体运动需要的位置、方向和快慢等
(三)能力培养
1.培养学生能用自己擅长的方式进行表达、评议和讨论。
2.培养学生能对自己的探究活动提出大致的思路或计划。
3引导学生能应用已有的知识和经验对所观察的现象作假设性解释,并能对研究过程和结果与他人交换意见。
三、教材分析:
本册教科书以主题研究的形式编排了《微小的生物》、《物质的变化》、《物体的运动》、《太阳、地球和月亮》、《生物与环境》和《研究与实践》共六个单元。以学生的生活经验为主要线索,以生物体的外部表象及内部结构、物体与物体的运动等为主要内容展开科学探究活动,将“科学探究、科学知识和情感态度价值观”有机地整合。促使学生在“事物宏观的外部表象与微观的内部特征”之间建立联系,进行以“逻辑推理”为主的思维技能训练。
借助学生不断丰富的间接“生活经验”,切入到科学探究活动之中。《微小的生物》单元引导学生从耳熟能详的病毒、细菌和真菌开始,认识一些微生物,从微观处揭示生命世界的奥秘,感受生命世界的多姿多彩。将馒头发霉、食品变质等自然现象与微生物的生命繁殖活动结合起来,理解自然事物的变化是相互联系的。《物质的变化》单元在学生了解常见物体的基本性质的基础上,对物质的多样变化进行观察、实验,用辨证和联系的观点看待物质的变化。《物体的运动》物质的运动,通过对运动与静止现象的观察、探究、搜集整理信息等活动,理解静止与运动相对性的道理,《太阳、地球和月亮》认识白天黑夜产生的原因,四级的更替日食和月食的产生让你产生对宇宙的好奇心,产生探究问题的意识,《生物与环境》环境可以改变生物,生物与环境密不可分,从而保护环境。培养学生观察与测量、采集与分析数据的能力。尝试用学到的科学知识与技能去分析、解决生活中的问题,使科学教育与人文教育有机地结合起来。
四、教学重点难点
教学重点:本册教科书的编排从探究对象上看,重点强化了认识事物内部的变化特征和变化的相互联系,既有对事物外部表象的观察,又从微观世界认识事物的内部结构和变化的规律性分析,突出了认识事物的结构和功能,如微生物世界,认识事物的相互联系,如病毒与生命健康、物质的运动等。探究水平较前几册教科书有明显的提升,加大自主探究的实施力度,加大学生生活经验的整理与提升,进一步强化学生对间接生活经验的回顾与运用。在探究技能上,突出逻辑推理为主的思维技能训练,设计了大量的强化学生逻辑推理的探究项目,如根据发霉馒头的外部表象,推测产生变化的原因,力求在事物的表面特征与内部变化之间建立联系。
教学难点:使学生形成科学的自然观,学会用联系的观点和思维方式认识问题。探究逐步加深,螺旋上升更加明显,让学生养成良好的学习习惯。用所学的知识解决生活中的问题。
关键词:唯物辩证法 生物学 教学
中图分类号:G421 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)12(c)-0-01
随着我国经济社会的的飞速发展,医学模式由“生物医学模式”转变为“生物-心理-社会医学模式”,作为中等卫生学校,如何适应城乡医疗卫生事业不断发展的需要,培养出合格的跨世纪的实用型人才,是亟待我们考虑的一个问题。我们认为,中等医学职业教育“必须面向现代化、面向世界、面向未来”,培养出有一定的科学文化素养,德智体美全面发展,具有良好的职业素质、人际交往与沟通能力,熟练掌握专业技能和能力,能够在医疗机构从事相关工作,具有职业生涯发展的高素质劳动者。而要培养出具有各种综合素质的劳动者,首先就是要使他们形成科学的世界观,其次就是要使他们形成科学的方法论。正如恩格斯所指出的:“一个民族要想站在科学的最高峰,就一刻也不能没有理论思维。”作为的根本理论基础和哲学重要组成部分的唯物辩证法,就是科学的世界观和方法论的最重要的内容。所以,把唯物辩证法的教育理念贯穿于中等卫生学校的各门学科中,特别是生物学教学中去,能使两种教育和学习相互促进,相得益彰。
1 世界是物质的,物质是运动的观点
唯物辩证法认为,世界是物质的,物质是运动的,整个世界就是永恒运动着的物质世界。自然界的一切现象如生物中的植物、动物、微生物都是存在于我们周围的物质世界中的,生物所表现出来的各种生命特征,如生长、发育、繁殖、应激性等都是物质运动的高级形式,而非生物环境中的阳光、空气、水、土壤、岩石等更是本原的物质。自然界中碳元素和氮元素在生物群和非生物环境之间的不断循环,十分形象地说明了物质是运动的。还有生态系中能量通过食物链的流动;生物的起源、进化、个体发生都充分印证了客观世界的物质性。在学习生物学的过程中,必须教会学生按事物的本来面貌客观、全面、准确地去认识世界。
2 世界的普遍联系的观点
在生态系中,所有的客观事物和现象都是彼此联系着的。构成生物细胞的全部生命物质中组成它的化学元素C、H、O、N、P、S、Ca、Cl、K、Na等等都是非生物界所能找到的,说明生命物质与非生命物质的共同性和联系性。还有细胞的膜相结构之间,如细胞膜、高尔基复合体膜、内质网膜、核膜等都是有着相互联系、彼此转化的密切关系的。生物体内各细胞、组织、器官、系统之间也都有着这种普遍联系,在这种联系中相互依存、协同作用。同种生物之间以及不同种类生物之间一样存在普遍联系。生物群落中,生产者(营光合作用的绿色植物和营化能合成作用的微生物)与消费者(直接或间接以生产者为食的生物)以及分解者(营腐生生活的细菌和真菌等异养微生物),它们都是普遍联系、相互依赖和相互制约的。
3 对立统一的观点
对立统一的观点是唯物辩证法的实质和核心。世界上任何事物都充满矛盾,互相对立又互相统一的矛盾是一切事物存在和发展的基础。生物的基本特征之一―新陈代谢作用就非常鲜明地体现了这一点。生物把从外界环境中摄取的营养物质,转变为自身的组成物质,生长发育,并储存能量;同时又对已组成自身的物质加以分解,释放出其中的能量,供自身生命活动之用。矛盾的双方,同化作用的合成物质、储存能量,异化作用的分解物质、释放能量,既对立又统一形成了生命的最重要的特征。生物正是在这一矛盾中不断完成生长、发育、成熟、衰老的个体发育过程。生物另外的一对基本特征遗传和变异也是一对这样的矛盾。遗传保持了物种的稳定性和延续性,而变异是生物进化的基础,能使生物个体获得更好的适应性,还可加快新的物种的形成,使世界愈发丰富多彩。进化学说中,生存斗争的理论,生物的种内关系和种间关系中的互相关系和斗争关系也是一对矛盾关系。正是由于这些矛盾促进了生物的进化,使生物从简单到复杂,由低级向高级发展,以至形成了我们这个千姿百态、五彩缤纷的生命世界。
4 量变到质变规律
事物的质和量都不是凝固不变的,而是发展变化的,量的增加和减少达到一定的程度,必然要引起质的变化,这是事物发展的普遍规律。从生态平衡被破坏的三个方面来看,首先是人类对自然资源的盲目破坏和开发,森林过量采伐,鱼类大肆捕捞,野生动物的无节制的捕杀等。其次是人类对环境的污染,水源、空气、土壤、食物、噪声等的污染。最后是人类对生育的不加计划,造成人口的过度膨胀。这些都会由量变到质变,影响生态平衡,最终严重威胁到人类的生存。同时要强调环境保护的重要性及其意义所在,逐步提高学生的环境保护意识。遗传与变异一章中,多基因遗传方式也是一个典型的例子。单个基因作用微小,影响也不大,但是多个基因作用累加起来,就达到了由量变到质变的明显的表型效应。我们还要引导学生认识到,在生物学和各门专业课的学习过程中,同样要重视此规律的运用,重视知识量的积累,循序渐进,这样就能从量变到质变,使学生逐渐具备一个医务人员所应有的各种素质。
5 本质与现象观点
现象是外露的,为人的感官直接感知,本质是深藏于于事物内部,看不见,摸不着,靠思维去把握。单基因遗传中表型和基因型就是一个现象与本质的典范,表现型相同,基因型却并不一定相同。如在常染色体显性遗传性疾病患者当中,基因型可以是纯合子,也可以是杂合子。还有一些变异个体当中,明明有疾病基因,却不表现为患者,但仍传给下一代。在常染色体隐性遗传病家族中,正常人也往往可能是疾病基因的携带者。所以,在分析遗传系谱时,要把各种情况全面地加以分析,透过现象看到事物的本质,这样才能准确无误地下结论。
【关键词】 Caco-2细胞 营养物质 吸收
Caco-2 Cell Model and Development of its Application to Absorption of Food Nutrients
Abstract:This article overviewed the characteristics of Caco-2 cell, establishment and validation of Caco-2 cell model. The research development of the mechanisms of absorption and transport of nutrients extensively was also reviewed. This model has many advantages, as well as few disadvantages.
Key words:Caco-2 cell; Nutrients; Absorption
对于营养物质在人体内的吸收转运及其生物利用度,不同的动物之间、动物与人之间都存在或大或小的质的差异。这种种属间的差异使得动物实验数据不能完全地外推至人体,并且直接利用人体组织进行研究是非常有限的。人类细胞培养系统作为肠屏障的体外模型的应用是模拟营养物质透过小肠黏膜的机制与影响因素的一个有效的方法。它可采用人体或与人体最接近的生物材料,从而消除了动物模型和人体的巨大差异;有利于探讨营养物质动力学-结构的定量构效关系的特点;有高通量、节省时间、节省资金、有利于对组合代谢产物进行分析的特点。近十几年来,国外已普遍采用组织细胞模型作为营养物质吸收研究的工具,包括有Caco-2细胞(the human colon adenocarcinoma cell lines)单层模型、MDCK细胞模型、MDR1-MDCK 细胞模型及ECV304细胞模型。其中尤其是Caco-2细胞模型以其与体内营养物质,特别是那些被动吸收的营养物质研究的良好相关性,被普遍用于营养物质开发的早期快速筛选过程中[1,2]。
1 Caco-2细胞模型概述
1.1 Caco-2细胞系及其特征
Caco-2细胞系于20世纪70年代首次分离自人类结、直肠癌细胞,Caco-2细胞模型最初是由Borchardt 和WorkeM在1989年提出的[3]。以普通的培养条件培养成熟的Caco-2细胞即可形成与小肠上皮细胞相同的细胞极性和致密的单细胞层组织,如图1所示,其形态和功能上与人体的小肠上皮细胞相似。在肠腔侧分化出绒毛面AP侧(apical,肠腔侧,又称黏膜剂)和基底面BL侧(basolateral,肠内壁侧,又称浆膜剂)。
AP面含有典型的小肠微绒毛水解酶和各种营养物质的转运载体,可发挥主动转运物质的作用,如糖类、氨基酸、二肽、胆酸及维生素B内源性因子的主动转运载体在Caco-2细胞都有表达;存在于小肠细胞刷状缘的酶,如氨肽酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶及γ-谷氨酰转肽酶也同样存在于Caco-2细胞;I相代谢酶CYP1A1及Ⅱ相代谢酶谷胱甘肽S-转移酶,β-葡糖醛酸糖苷酶及磺基转移酶在该细胞系统的表达也都有报道[4]。
由于形态学及生化性质都与小肠上皮很相似,Caco-2细胞模型已被广泛地应用于体外营养物质分子肠吸收的研究。
1.2 Caco-2细胞模型的建立
1.2.1 Caco-2细胞的培养[5,6]将Caco-2细胞置于常规培养瓶内,以DMEM(Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium)为培养液:含4.5g·L-1D-葡萄糖、L-谷氨酰胺,不含丙酮酸钠和碳酸氢钠,1%非必需氨基酸、1%青霉素-链霉素、10%胎牛血清,pH值为7.2。在37℃、5%CO2气流下进行培养,隔1天更换1次培养液,每5天按1:3比例传代。
当细胞长至覆盖瓶底的80%~90%时,用含0.25%胰蛋白酶-0.02% EDTA 溶液消化。按2×105个/ml接种于Transwell上(为一种具有0.3 μm孔径的聚碳酸酯膜0.5 ml/孔,起支持Caco-2单层细胞的作用)。在Transwell的下腔加入培养液1.5 ml,如图2所示。接种后每两天换液1次,1周后每天换液。一般将第25~35代(培养21 d,满足跨膜电阻TEER300~500·cm2。)的Caco-2细胞用于吸收和代谢研究[7]。
1.2.2 Caco-2细胞模型的验证[8]为了确定Caco-2细胞单层是否建立,通常采用以下几个指标测定其完整性:①细胞形态学(小肠微绒毛结构及细胞间紧密连接),用电子显微镜或光学倒置显微镜进行形态学上的检查;②可在单细胞层培养的不同阶段,测定小肠刷状缘细胞标志酶—碱性磷酸酶的活性;③Caco-2细胞单层的跨膜电阻(transepithelial electrical resistance,TEER),一般为300~500·cm2;④采用甘露醇、荧光黄、PEG4000等荧光或放射性漏出标记物测量单细胞层的跨膜通量;⑤用辣根过氧化物酶测定Caco-2细胞的胞饮功能[9]。
1.2.3 Caco-2细胞用于实验的操作步骤取Caco-2细胞合格的细胞培养插件,用Hanks缓冲液冲洗掉表面的代谢物,最后1次洗涤后孵育30 min测定单细胞层的跨上皮电阻等指标来控制细胞质量。根据研究目的,在细胞层的AP(或BL)侧(供池)的培养液中加入适量浓度用Hanks液溶解的待测营养物质,BL(或AP)侧(受池)中加空白Hanks液,放入培养箱中进行细胞培养实验,定时从BL(或AP)侧(受池)培养液中取样,用一定灵敏的分析手段检测营养物质含量或破碎细胞测定细胞中营养物质含量[10]。
2 Caco-2细胞模型在营养物质吸收及机制研究中的应用
2.1 营养物质吸收实验参数Artursson和Karlsson等[11]对不同转运途径的20多个化合物进行了研究,得出了在人体口服后经细胞和细胞旁路被动扩散的药物透过Caco-2细胞单层的转运速率[表示为表观渗透系数(apparent permeability coefficients,Papp)],Papp可由下式计算:Papp=Qt·A·C0
其中Q/t为受池侧待测物质出现的速率,也就是渗透速率(μg·min-1),为细胞单层表面积(cm2),为给池侧的初始物质浓度。
2.2 Caco-2细胞模型在营养物质吸收研究中的应用
2.2.1 研究营养物质结构与吸收转运的关系了解化学结构对营养物质小肠吸收的影响,可大大促进有效营养物质吸收的研究。因此通过Caco-2细胞模型测得的Papp值与营养物质化学结构之间建立的联系,可以更快地合成转运性质较好的营养物质。
Kaeko Murota等[12]利用Caco-2细胞研究大豆异黄酮苷元比其相应的糖苷更有效地被Caco-2细胞吸收,可能是由于其对细胞膜亲脂性强于其糖苷。并且不同于黄酮类苷元,异黄酮类苷元可以完整的形态被转运到基底外侧(B侧),可能与B环在联苯丙烷结构的位置有关。
2.2.2 预测营养物质的体内吸收被动扩散营养物质的生物利用度与表观渗透系数间有良好的相关关系,可用于预测被动扩散的营养物质的生物利用度。如表1所示。表1 表观渗透系数与生物利用度之间的关系(略)
2.2.3 评价营养物质前体的吸收对于一些脂溶性差而造成生物利用度低的营养物质,可将其进行结构修饰,制成营养物质前体而增强营养物质分子的细胞通透性。在体内多种组织包括小肠上皮,营养物质前体被酶水解为活性成分而发挥作用。
Chureeporn Chitchumroonchokchai等[13]利用Caco-2细胞研究玉米黄质及其酯类前体的吸收表明,其酯类前体在小肠消化吸收过程中被其中羧基酯酶水解,并促进了玉米黄质的吸收。
通常营养物质的酯类前体可以增强营养物质分子的吸收,且在体内多种组织包括小肠上皮,营养物质的酯类前体可被酯酶水解为活性成分。
2.2.4 研究营养物质相互作用对吸收的影响对于脂溶性差或分子量大的营养物质如多肽类营养物质,其黏膜透过性较差,因而体内吸收较差,可利用营养物质之间的相互作用以提高营养物质通过肠黏膜吸收的能力,从而提高其生物利用度。
人体从食物中摄取营养物质,对铁的吸收较差,铁缺乏性疾病非常普遍,如缺铁性贫血等。因而利用各种方法、因素促进铁吸收的研究相对较多。Raymond P. Glahn等[14]研究表明,半胱氨酸、还原性半胱氨酸-甘氨酸可促进铁的吸收,谷胱甘肽可经消化成半胱氨酸,还原性半胱氨酸-甘氨酸也有相同作用。
还有研究[15]表明二果糖酐III(DFAIII)、二果糖酐IV(DFAIV)、低聚果糖、棉子糖通过控制细胞的紧密连接增加胞旁转运,从而提高了Caco-2细胞中钙的净吸收。
2.2.5 研究胃肠道消化作用对营养物质吸收的影响肠腔pH和胃肠道的酶类直接影响营养物质吸收,采用体外模拟消化与Caco-2细胞模型相结合,进行营养物质转运的研究,模拟营养物质吸收的生理环境,可以更准确地预测其在体内的生物利用度。
Jeanelle Boyer等[16]利用胃蛋白酶、(猪)胰酶/胆汁、乳糖酶与Caco-2单层培养模型相结合研究了槲皮素及其葡糖苷的吸收情况,认为这一模型是非常可靠的研究食品中黄酮类物质生物利用度的体外模型。
Shumei Yun, Raymond P.等[17,18]也都利用体外模拟消化与Caco-2细胞相结合研究提高了铁的生物利用度,与动物实验结果具有很好的相关性,证实了这一模型的可行性。
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2.3 Caco-2细胞模型在营养物质吸收机制研究中的应用通常,营养物质跨过肠上皮细胞有3种主要途径:①跨细胞转移;②胞旁转运;③载体介导转运。
2.3.1 Caco-2细胞模型用于被动转运的研究90%以上的物质主要通过被动扩散进入体内[19]。这些营养物质的脂溶性好,油水分布系数大,易分布于上皮细胞脂质膜。吸收缓慢且较差的营养物质,如亲水性营养物质以及多肽等,主要经胞旁转运。而细胞旁间隙仅占肠管表面积的0.1~0.01,且紧密连接是转运的限速因素,因此胞旁转运对营养物质吸收的贡献是有限的。
2.3.2 Caco-2细胞模型用于载体介导主动转运的研究除了被动转运,载体介导的主动转运在营养物质的吸收过程中也起重要作用。Caco-2细胞有3种主动转运载体[20,21]:①二肽载体;②P-糖蛋白;③寡肽载体。这些载体主要转运营养物质(氨基酸、葡萄糖、胆酸等)及与营养物质结构类似的化合物。因此,Caco-2细胞模型也可用于载体介导主动转运营养物质吸收机制的研究。
2.4 Caco-2细胞模型在营养物质代谢方面的应用营养物质经肠吸收进入血液循环系统前,在肠腔、刷状缘或(和)肠壁细胞内均可能被代谢。
Caco-2细胞含有许多小肠上皮细胞中包含的酶,因此可以用来评价营养物质的代谢稳定性。
Yan Liu等[22]研究表明,5,7,4'-三羟基异黄酮及其同系物的生物利用度低,不是因为其吸收差,而是因为小肠内广泛存在的Ⅱ相代谢酶的代谢作用。
3 Caco-2细胞模型应用于营养物质吸收转运中的优点与局限性
Caco-2细胞模型作为营养物质吸收研究的一种快速筛选工具,能够在细胞及分子水平提供关于营养物质分子通过小肠黏膜的吸收、代谢、转运的信息;细胞分化的极性有助于研究营养物质双向(肠腔侧肠壁侧或肠壁侧肠腔侧)的转运率,从而对主动转运的营养物质进行研究;各种转运系统及代谢酶在Caco-2细胞的表达,使该模型的研究结果与体内营养物质的处置有较好的相关性;Caco-2细胞来源于人体,不会造成各种药动学性质的种属差异,其结果有较好的重现性;Caco-2细胞模型的实验条件,如转运介质的pH值及营养物质浓度比较容易控制。与动物实验相比,培养细胞要比培养动物更省时更经济。若用于营养物质的研究,细胞模型的费用要少得多。
Caco-2细胞模型的局限性在于:分化的Caco-2细胞单层中的紧密连接比在小肠上皮细胞中更具特征性,其TEER值比正常小肠上皮细胞高;Caco-2细胞由于缺乏分泌黏液的杯状细胞,因而缺乏小肠上皮中的黏液层;Caco-2细胞中某些特别的酶(细胞色素P450的一些同工酶)的活性与人体小肠上皮细胞的差别及P-gP在Caco-2细胞中表达的波动性对结果有不同程度的影响;Caco-2细胞的吸收转运体表达较小肠上皮的低,因而在主动转运营养物质的研究方面相对不如被动扩散营养物质研究的成功[23]。
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关键词:污水处理厂 恶臭污染 生物脱臭
中图分类号:X5 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)08(c)-0144-01
1 恶臭污染来源及危害
随着社会经济发展,人口急剧增多,地球大气环境日趋恶化。近年来一些有害气体的排放尤其是一些恶臭气体所散发的气味已引起了人们的不满,原有的大气污染防治工作已远远不能满足人们的要求,恶臭治理逐渐引起人们的重视。
1.1 恶臭污染来源
恶臭是一种感觉公害,已成为世界上七种环境公害之一。恶臭物质多达40~50多万种,其中主要成分是含硫化物、含氮化物、含氧化物、卤素衍生物和各种烃类,其对人体造成的危害在七种环境公害中居于第二位,仅次于噪声。
近年来由于城市建设不断发展,土地资源减少,导致城市污水处理厂位置越来越靠近居民生活区,污水处理过程中排放的恶臭气体不可避免成为城市恶臭气体的主要排放源。在污水处理厂中,从预处理装置到生化处理装置,污水处理的各个单元均产生恶臭,其主要的致臭成分是含硫化合物,如硫化氢和甲硫醇。
1.2 恶臭污染的特点
(1)测定困难:恶臭物质极低浓度就可以使人感觉不快,而正常人对多数恶臭物质的嗅觉值都在10-9以下,测定起来有很大的难度,远远超过了分析仪器对恶臭物质的最低检出浓度(10-6~10-9)范围。
(2)评价困难:恶臭污染源多为常见、局部的无组织排放源。污染多为短时间、突发性的,扩散方式复杂,难于捕捉,所以现在还没有一种公认的恶臭评价方法。
(3)治理困难:恶臭污染以心理影响为主要特征,给人的感觉量与对人的刺激量的对数成正比。有调查表明即使恶臭物质去除了90%,人的感觉却认为只去除了50%。
1.3 恶臭污染的危害
(1)心理影响。一般恶臭物质超过人的嗅阈值几十倍乃至几百倍,都不会对人的生理上产生影响。而且由于每个人的自身状况不同,对恶臭的敏感程度也不同,因此对心理上产生的影响也有一定的差异。恶臭物质只是由于给人的感觉器官刺激,造成了心理负担,才使人产生了心理压力。
(2)生理影响。恶臭物质达到一定浓度后就会对人的生理产生不良影响。恶臭会反射性的抑制吸气,妨碍正常呼吸功能,同时会使人产生厌食、恶心,甚至呕吐,进而发展到消化功能减退,刺激会使人内分泌系统功能紊乱,影响机体代谢,使人烦躁不安,思想不集中,判断力和记忆力下降,影响大脑的思维活动。如人吸入70~150mg/m3硫化氢2~5min后对臭气敏感度下降,最后会导致大脑皮层兴奋和抑制的调节功能失调。而低浓度甲硫醇气体可引起头痛、恶心等,高浓度可引起呼吸麻痹致死。
2 恶臭的主要处理方法
2.1 物理化学处理方法
常见的物理法有掩蔽法、中和法、稀释法、冷凝法和吸附法等。该类方法不改变恶臭物质化学性质,只是将恶臭物质由气相转移至液相或固相,或用一种物质将它的臭味掩蔽和稀释。化学法的原理就是用一种物质与恶臭物质进行化学反应, 使之转变为无臭物质或臭味较低的物质。比较成熟的方法有热力燃烧法、催化燃烧法、化学氧化法和洗涤法等。物理、化学方法在相当长的时期是脱臭方法的主流。这些方法虽然各有其优点,但都存在着所用设备繁多,工艺复杂,二次污染后再生困难,能耗大等问题。因此,国外从50年代便致力于用生物氧化的方法来处理恶臭物质。
2.2 生物脱臭法
生物脱臭法是利用微生物代谢活动降解恶臭物质。对于无机硫化物一般氧化为硫酸,而有机硫化物的氧化终产物为硫酸和二氧化碳。同时由于氧化分解,微生物获得了自身细胞增殖所必需的细胞物质和生长所需要的能量。
2.2.1 活性污泥法
活性污泥法是利用悬浮生长在液相中的微生物来去除恶臭物质。一般做法是在污水处理厂中将恶臭物质直接通入曝气池中,利用其中的微生物来降解恶臭物质,该过程类似于废水的活性污泥处理法。
2.2.2 生物过滤法
生物过滤塔内部填充活性填料,恶臭气体经过增湿或降温等预处理工艺后,进入生物过滤塔中,通过滤层时恶臭物质与填料上附着的生物膜吸附接触,最终被微生物分解掉,净化后的气体从生物滤塔的顶部排出。
2.2.3 生物滴滤法
在生物滴滤塔中,恶臭物质的吸收和降解都在同一反应器中进行。滴滤塔内装有惰性填料,微生物都以生物膜形式生长在填料上,含有微生物新陈代谢所需营养物质的液体不断地喷洒在填料上,当恶臭气体通过滴滤塔时污染物被降解。生物滴滤法的特点是恶臭气体不用增湿,而是在生物滴滤床填料上方喷淋循环水,而且由于滴滤塔的填料是惰性的,没有或少有土著微生物,填料上的生物种类单一,有针对性,处理臭气浓度大,效率高。
论文关键词:生物质;供应物流;组织结构;交易成本理论
1引言
生物质能资源包括农作物秸秆和农业加工剩余物、薪材及林业加工剩余物、禽畜粪便、工业有机废水和废渣、城市生活垃圾和能源植物,可转换为多种终端能源如电力、气体燃料、固体燃料和液体燃料。
生物质能生产涉及生物质原料的收集、运输和存储等一系列物流过程,而物流的成本一般占生物质能产品生产成本的50—70%。在现实中,生物质原料供给数量、供给时间、质量成本、物流服务等常因自然条件、人为因素而波动较大,使能源企业面临原料供给的很大不确定。当前我国的许多以甜高粱、木薯等为原料的生物质能源生产企业正陷入原料供应不足的困境,有的项目甚至暂时停产或半途而废。
要解决当前存在的生物质供应困境和因众多不确定性因素的影响,除政府政策支持外,关键是要创新生物质能产业组织,尤其要建立有效的生物质供应物流组织体系,协调供应链中能源公司和广大提供生物质资源的农户之问的利益和风险。
国内许多学者开展了农业产业组织的研究,主要集中于定性方面的研究,但已有的研究没有体现出生物质能供应链的运作特征。在生物质能供应链协调方面,东南大学张永博士已开展了一些前期研究,国外的一些学者开展了关于生物质能产业组织方面的调查和研究。VanLoo和Koppejan认为组织的适应性能有效解决技术领域的问题,通过有效的组织契约设计能保证生物质的质量而提高非柔性生产技术的效率。KlrstiDautzenberg和JonHart0讨论了德国生物燃料产业的组织、机会和挑战,指出能源公司是区域生物质能产业链的创立者或发起者,为了确保高额投资和生物质供给安全,能源公司必须引入和设计合适的供应链管理机制,实现供应链的协调。他们认为要实现供应链协调,需要依靠契约或利润分享机制,而不是依靠生物质的现货交易机制。
总的来说,国内外对于生物质能供应链的研究尚未完全展开,而对于生物质供应物流组织的调查、比较分析还十分缺乏。本文从交易成本的角度,分析不同组织形式下的生物质供应物流,试图构造出一个符合我国实际情况的有效的组织形式,并为促进我国生物质供应物流的组织化提供对策建议。
2交易成本理论
生物质供应不确定的根源来自能源企业对生物质原料的刚性需求与农业生产中剩余生物质和能源作物的柔性供给之间的矛盾。作为治理结构存在的市场与组织对各交易主体产生影响,交易费用发生变化,从而改变生物质供需平衡。根据不同的治理结构来选择不同的交易成本,可以节省交易成本。交易成本理论为市场与组织的效率提供了一个可供操作的判断标准。
交易成本经济学认为,组织的本质就是出于对交易成本的节省而对市场的替代,经济组织的核心就在于节约,不同的交易对应不同的交易成本。交易成本包括建立交易关系,搜寻信息,进行讨价还价谈判,订立契约条款所花费的直接成本,还包括由于机会主义行为而产生的如监督和实施契约条件的费用及不履行契约所带来的产出损失所造成的间接成本。
3现有生物质供应物流组织结构分析
3.1现有组织形式
能源公司解决生物质资源供应一般可由三种途径:(1)能源公司直接从现货市场采购;(2)通过签约经济人,让其采购;(3)通过与广大农户建立供应契约,采用能源公司+农户的模式。如图1所示。
考虑我国的实际情况,普遍采用的是“能源公司+农户”和“能源公司+中介组织+农户”的模式。
“能源公司+农户”组织结构的运行特点是:通过双方事前签订的契约,农户生产生物质,企业负责生物质的收购、加工与销售,并提供相应的服务。
“能源公司+中介组织+农户”的运行方式是农户负责生产生物质,公司负责生物质的储存、加工,中介组织则充当中介,主要负责生物质的收购。企业与农户之间的契约被分解成企业与中介组织、中介组织与农户契约之和。
目前我国农村生物质燃料产业的“公司+农户+中介组织”式还不成熟。如江苏国信如东生物质发电有限公司,公司和农户,以及中介组织之间以简单的方式进行利益联结,鲜有合同形式的保障。这些中介组织有的是生物质企业自建的,如国信公司,已在如东县设立了50多个秸秆收购点,今年又在邻近的通州、如皋、海安等县市增设了30多个收购点,每个收购点对应地建立一只经纪人队伍。也就是所谓的中介组织。有的中介组织是受生物质燃料企业委托,进行简单的收购业务。
3.2不同组织形式交易成本分析
(1)“能源公司+农户”。这种组织形式存在内在的不稳定性,实践也证实了这一点,其生存时间并不会一直延续。造成不稳定性的原因主要是由于契约约束的脆弱性、组织有效协调的困难以及较高的交易成本。交易成本经济学认为,契约约束和有效协调需要依靠仲裁机构(如法院)等利益中立的第三方进行协调,但协调成本极高甚至不可能。如果农户违约,生物质生产企业求助于仲裁机构需要花费诉讼费用,收益却只是单个农户的有限赔偿,收益难抵成本;相对应,如果企业违约,农户诉讼费用较企业违约赔偿要高,得不偿失只好忍气吞声。公司与农户双方的约束力弱,使得“公司+农户”这种组织形式极其不稳定。同时由于农户数量众多,企业如果分别跟每个农户进行交易,交易频率太高,交易费用增加,总成本随之增加,对于生物质生产企业而言,这种组织形式效率低下,成本高。
(2)“能源公司+中介组织+农户”。表面上看,“企业+中介组织+农户”的签约较“企业+农户”要复杂,然而作为中介的组织大大增强了此种组织形式的稳定性。企业与农户直接签约时契约的数目等于农户的数量,而且还要监督每一份契约的履行,监督面宽且分散,履行和监督成本更高,中介组织作为农户的群体组织,减少了企业的签约数目,也简化了契约履行的线路,降低了风险值,监督费用也会相应降低。
“企业+中介组织+农户”作为生物质市场组织形式不仅降低了交易成本,而且节约了签约、执行和监督签约的成本,稳定性得到加强。但在另一方面,由于契约不完全,中介组织不能制约农户的毁约行为,企业也不能完全制约中介组织签约后的机会主义行为,这种组织形式依然存在治理缺陷。
4“能源公司+第三方物流+农户”供应物流组织结构及建设策略
现存的生物质供应物流组织结构还存在很多不规范的行为,企业收不到生物质燃料,影响生产的事情时有发生。通过对农户调查结果,发现影响农户参与回收的几个因素:a.经济利益方面.b.物流服务方面;c.契约合同方面。第一种诱因是直接经济利益方面的,更高的价格或者更好的福利和保障,是促使他们出售生物质的直接动因。第二类诱因是物流组织结构方面的,更全面到位的服务和适当的技术支持,很大一部分层面上能促进农民生物质的出售。第三种利益诱因是契约合同方面的约束和补充,稳定的销路和价格,牢固的合作关系,较低的风险是农民希望看到的一个方面。
4.1“能源公司+第三方物流+农户”组织结构
根据上文的分析,结合第三方物流的优势,本文提出构建生物质供应物流的“农户+第三方物流+能源公司”的组织结构形式,该组织形式的制度安排及其运作方式如下:
(1)在制度安排上,“能源公司+第三方物流+农户”模式中,农户负责日常生物质原料的收割、打捆、临时存储;第三方物流企业负责生物质的收购、粗加工、装卸运输、储存;公司则负责对生物质的精加工,最终用于发电。
(2)在运作上,首先生物质公司根据市场需求预测,通过契约与第三方物流企业规定生物质原料生产的数量、主要品质和一些基本技术指标;接着,第三方物流企业根据农户的分布生产规模,以及收购成本等各因素,确定签约农户,与农户签订收购合同。农户根据合同的要求,对成熟的生物质原料进行收割等活动。
比起前两种组织形式,“能源公司+第三方物流+农户”的组织形式具有资产专用性高、交易不确定性和交易频率低的优点(参见表1)。
(1)资产专用性。第三方物流企业比传统的中介组织的资产专用性更高,第三方物流投入了加工、存储设备等资产,若在这个期间内关系契约遭到破坏,则资产提供者首先面临着投资无法回收的困境。因此有效的减少了第三方物流签约后的机会主义行为。
(2)交易不确定性。此种组织下的物流运作模式,企业、第三方物流、农户都能够合理分工,充分发挥自己的优势。第三方物流企业承担着系统功能集成的功能,要承担集成的职能则必须借助于各种先进的信息技术和手段。通过第三方物流公司的先进技术,克服生物质原料分布广,季节性强等特点,对原料的需求量与供应量有一个全面而系统的认识,从而有效指导模式中另外两方的生产活动,减少了交易的不确定性。
(3)交易频率。与中介组织相似,第三方物流代表生物质生产企业与农户签约,减少了企业的签约数目,使得生物质燃料企业能以较少投入获得稳定的原料供应源,降低物流系统内部的交易成本。
4.2建设策略
(1)完善利益分配机制。由于收购生物质既苦又累,大部分的成本花在运输上,农民实际得到的不多。作为经济较为发达的地区,农民有许多致富途径,很少有人愿意干。但从厂家来看,如果生物质原料价格过高,将使厂家无利可图。企业物流成本的增加,加上国家政策扶助的缺乏以及税收政策的不完善,当违约的利益高于违约的成本之时,公司和农户之间存在的各种各样的违约行为便往往会破坏这种组织方式的健康发展。因此如何建立和完善利益分配机制,如何利用利益杠杆调动内部诸方面的积极性,无疑是生物质供应物流的核心,这需要充分考虑各个参与主体的切身利益。
第三方物流企业和生物质燃料企业可以通过采用预付定金、免费扶持,政府鼓励等利益机制与农户展开合作。无论采用何种方式,参与各方之间彼此信任,经常开展面对面的交流、以及共同参与某些重大决策,是保障利益分配机制的有效手段。
(2)完善鼓励沟通机制。目前生物质的回收虽然能够给农民带来福利,但是由于与回收配套的物流体系还不完善,如秸秆,很多农民宁愿焚烧而不是将其出售。在鼓励农户参与生物质回收方面,可以通过合理的鼓励沟通机制,恰当的组织宣传活动,对农户进行思想教育,鼓励其参与回收。另外,物流策略上需要给予农户更大的便利性,可参与性。当然必要的法律保护和国家政策税收方面的帮助更是必不可少的。