二氧化碳影響范例6篇

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二氧化碳影響

二氧化碳影響范文1

關鍵詞 CCS 二氧化碳的泄露 包氣帶

中圖分類號:S153 文獻標識碼:A

1 CO2的地質儲存與CO2泄露

二氧化碳的排放及其對全球氣候的影響問題早已被世人關注,由于全球氣候變暖問題日趨嚴峻,捕獲和埋存廢氣中的二氧化碳是避免氣候繼續變暖的有效途徑之一,同時要求二氧化碳須埋存幾百或幾千年。二氧化碳地下埋存可應對因能源需求增長和二氧化碳排放量增加帶來的挑戰,必將為全球資源及環境的高水平、高效益開發和可持續發展提供理論及實踐依據。CCS技術是指通過碳捕捉技術,將工業和有關能源產業所產生的二氧化碳分離出來,再通過碳儲存手段,將其輸送并長期封存于生物圈、地下構造層或海洋等與大氣隔絕的地方,以減少二氧化碳在空氣中的含量。而二氧化碳在地下構造層中的封存又稱為地質封存?,F已研究確定了三類主要地質封存儲層是咸水層、衰竭油氣藏和煤層。

近年來,我國在相關CCS 示范工程中開展了CO2地質儲存逃逸通道及環境監測的研究,為 CO2地質儲存場地選址、場地勘查與工程建設提供了主要的依據。雖然 CO2灌注場地經過適當的工程選址評價以及采取合適的工程管理方法可以降低 CO2地質儲存泄露的風險,但仍然存在二氧化碳泄露的可能。IPCC(政府間氣候變化專門委員會)特別報告指出,CO2地質儲存過程中可能出現兩種泄露情景。一是 CO2注入井發生破裂或者從泄露井中泄露,從而引起 CO2迅速從儲層泄露,這種情況主要影響泄露事故發生地周圍的工作人員;二是通過地質構造中的斷裂、斷層等發生逃逸,這種情況主要會對淺部含水層的水質以及地表生態系統造成影響。

2 CO2對土壤包氣帶的影響

CO2逃逸侵入包氣帶時,可導致土壤的酸化和土壤中氧的置換,進而影響植被生態系統,高流量的CO2引起土壤氣體中CO2濃度增高,會導致植物呼吸作用受限,甚至死亡。此外,低pH值和高濃度CO2環境可促使部分生物大量繁殖,導致另外一部分生物由于自然競爭的優勝劣汰而逐漸萎縮甚至消失。一般土壤里CO2的正常含量應該維持在0.2%~0.4%之間,當含量增加到5%時將對植物的生長產生不利的影響,當上升至20%時,CO2將變成有毒物質。因此,長期存在CO2逃逸的陸地表面附近,植物一般很難生長。

土壤酶、土壤微生物及根系分泌物是維持土壤微生態系統功能的主要因素。其中,土壤酶主要來自微生物、植物根系分泌物及動植物殘體分解釋放的酶。酶直接關系到土壤的物質循環過程,主要表現在營養元素對植物的有效性和植物根系對其吸收過程的影響。土壤溫度的升高會直接導致土壤酶的活性改變,影響植物根際微生態系統。作為土壤微生態系統另一重要部分的土壤微生物,其數量、活性及群落結構對根際土壤酶活性起著決定性的貢獻作用,同時亦直接關系到根際物質循環過程及根系養分利用特征,而土壤微生物數量、活性及群落結構特征卻主要受植物根系分泌物的影響。根系分泌物的種類和含量的變化是會受到植物根際生物量的影響。由此可知植物根際微環境各部分之間有著緊密聯系。

3討論

關于二氧化碳地質儲存的研究由最初的儲存原理,到儲存地點、選址方法、以及儲存潛力和容量,后來研究熱點主要集中在蓋層潛在安全性分析及CO2儲存過程中對含水層水質的影響,目前對于封存過程中二氧化碳的運移規律以及對封存的化學影響還只是存在于計算機軟件(如tough2)模擬階段。CO2泄露穿透含水層進入包氣帶會對地表環境產生影響,如對土壤微生物、酶活性的影響以及對土壤自身pH值、孔隙度、負壓、含水率。CO2入侵包氣帶可以引起土壤溫度的升高,溫度升高的具體原因有待確定:

(1)可能是CO2濃度的升高影響微生物的代謝導致呼吸速度加快從而引起土壤包氣帶的溫度升高,進而又反過來影響土壤酶活性;

(2)也有可能是土壤包氣帶CO2濃度升高影響包氣帶pH值、孔隙度、負壓、含水率的變化,從而使土壤的熱容量和熱傳導率發生改變,進而使包氣帶溫度升高,溫度變化首先會對土壤中的土壤酶、根系分泌物及土壤微生物產生較大的影響,會改變土壤微環境,進而作用于植物地上部分,影響生態環境。

參考文獻

[1] 李雪靜,喬明.二氧化碳捕獲與封存技術進展及存在的問題分析[J].中外能源,2008,13(5):104-107.

[2] 孫樞.CO2地下儲存的地質學問題及其對減緩氣候變化的意義[J].中國基礎科學,2006(3):17-22.

[3] 鄭艷,陳勝禮,張煒,熊鵬,姜玲,邱耿彪,王海.江漢盆地江陵凹陷二氧化碳地質封存數值模擬[J].地質科技情報,2009,28(4):75-82.

二氧化碳影響范文2

【摘要】 目的?:探討慢性低氧高二氧化碳對小鼠大腦線粒體功能的影響。方法:雄性C57BL/6 小鼠30 只,隨機分成2組:A組(低氧高二氧化碳組15只)和B組(正常對照組15只)。A組飼養于氧艙中,艙內氧濃度為9%~11%,二氧化碳濃度為5%~6%,每天8 h~每周6 d,共4周,其余時間與B組一樣,生活于正常環境。測量腦組織ATP,ADP,AMP的濃度;線粒體膜電位、COXⅠ和Ⅲ活性。結果:低氧高二氧化碳組小鼠腦組織ATP,AMP濃度顯著低于正常對照組(P

【關鍵詞】 線粒體;低氧,高碳酸血癥;氧化應激反應;小鼠

Abstract: ? Objective: To explore the influence of chronic hypoxic hypercapnia on the mitochon-dria in the cerebrum of the mice.?Methods:?Thirty male C57BL/6 mice were randomly pided into two groups: the hypoxic hypercapnia 4-week experiment group (A group) and normal control group (B group). The experiment group was exposed to an atmosphere containing 9%~11% O2 and 5%~6% CO2 8 hours a day, 6 days a week for 4 weeks. The rest time A group lived in the room as B group did. The concentration of ATP,ADP and AMP was measured by HPLC. The changes of the ultramicrostructures in the mitochondria of the cerebrum were observed under the transmission electron microscope.The membrane potential of the mitochondria was observed by the confocal and the intensity was measured by spectrophotofluorometry. The activity of the COXⅠor COXⅢ in the mitochondria and the SOD or GSH in the tissue of the cerebrum were measured by spectrophotofluorometry, respectively. Results:?Compared with the normal control group, the concentration of the ATP and AMP of mice was lower obviously (P

Key words: ? mitochondria;hypoxia;hypercapnia;free radical;mice

慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)發病率近年來不斷上升,每年約有250萬人死于COPD,已經成為威脅人類生命的第5大死因[1]。既往研究發現,在慢性低氧高二氧化碳條件下,實驗動物認知功能發生損害[2]。但是引起認知功能障礙的病理生理機制目前尚未十分清楚,神經細胞凋亡可能是慢性低氧高二氧化碳導致大鼠學習記憶障礙的神經生物學機制之一[3]。此外,慢性低氧高二氧化碳還可引起老鼠神經元及膠質細胞水腫和海馬部位細胞因子表達異常[3-5]。線粒體是“細胞能量工廠”,其主要功能是將有機物氧化產生的能量轉化為ATP,是有氧呼吸產生能量的主要場所,對細胞的增殖、衰老、凋亡有著至關重要的作用[5-7]。本實驗采用慢性低氧高二氧化碳小鼠模型,探討慢性低氧高二氧化碳對實驗動物的大腦線粒體功能的影響。

1??材料和方法

1.1??動物??C57BL/6小鼠,SPF級30只,雄性,7~9月齡,約28 g(溫州醫學院實驗動物中心提供)。

1.2??動物分組及模型建立??實驗動物隨機分成2組,每組15只:分為A組(低氧高二氧化碳組)和B組(正常對照組)。A組置于低氧高二氧化碳艙中(吸入氣O2濃度為9%~11%,CO2濃度為5%~6%),每天8 h每周6 d,持續4周;其余時間與B組生活在同一室內(室溫22~26 ℃,相對濕度50%~70%)。為了使A組動物能適應,每次O2濃度從21%降至10%的時間控制在15~20 min,CO2濃度升高至5%的時間控制在30 min。B組小鼠吸入空氣,其他條件與A組相同。

1.3??取材和方法

1.3.1??取材及SOD,GSH測定:直接用頸椎脫臼法處死,斷頭剝離顱骨,完整取出腦組織,置于冰盤上,去除腦干和小腦,沿矢狀裂將腦組織一分為二。用腦組織勻漿測量其SOD,GSH含量(具體按照南京建成提供的說明書操作)。

1.3.2??腦組織線粒體的提?。翰捎貌钏匐x心法分離提取腦組織線粒體。取腦組織立即放入4 ℃新配制的分離介質(含0.25 mol/L sucrose、0.1 mol/L Tris-Hcl、0.01 mol/L EDTA,pH 7.4),反復清洗3次,洗凈血跡、稱重,加入少量分離介質,將組織充分剪碎至肉糜狀,分離介質調整至原體積3倍,用玻璃勻漿器手動勻漿,再將勻漿液調整至原體積8倍,1?000×g、4 ℃低溫離心10 min,取上清液,7?000×g、4 ℃低溫離心15 min,棄上清液,沉淀物加入1 mL線粒體緩沖液(含0.25 mol/L sucrose、0.1 mol/L Tris-Hcl,pH 7.4),整個提取過程均在冰浴中(0~4 ℃)進行。所提取的線粒體混勻后,在-80 ℃冰箱中保存待用,1周內檢測。

1.4??線粒體電鏡觀察??組織塊經2.5%戊二醛固定后,PBS清洗,鋨酸固定,再次PBS清洗,依次脫水(70%丙酮、80%丙酮、90%丙酮、100%丙酮);環氧丙烷浸透,EPON812包埋,LKB-V型超薄切片機切片,常規染色,H-600型透射電鏡觀察腦組織神經元細胞細胞核和線粒體超微結構。

1.5??腦組織腺苷酸的提取??斷頭后直接經液氮冷凍,再剝離出大腦;加入1.8 mL預冷的0.3 mol/L高氯酸,用研缽冰浴中迅速勻漿;充分勻漿后,勻漿液8?000 r/min,4 ℃低溫離心10 min;取上清液,用4 mol/L的KOH溶液調pH值至6.0;8?000 r/min,4 ℃重復離心10 min;取上清液經0.22μm濾膜過濾,得腦組織腺苷酸溶液。

1.6??腦線粒體膜電位測定??采用2μg/μL線粒體10μL,加入稀釋液C 400μL,加入染色劑B 15μL混勻,放置冰槽內孵育10 min,取30μL混合液至載玻片上。在激發波長590 nm、散發波長610 nm波段條件下,用激光共聚焦觀察反映線粒體膜電位的紅色熒光。在激發波490 nm、散發波590 nm條件下,用熒光分光光度計測定反映線粒體膜電位的相對熒光單位(RFU)。

1.7??線粒體呼吸鏈酶復合物I、III活性的測定 ??將提取到的各組線粒體配制成蛋白濃度為1μg/μL的線粒體懸浮液,用分光光度法檢測線粒體呼吸鏈酶復合物活性,具體方法參照上海杰美基因醫藥科技有限公司提供的試劑盒說明書操作。

1.8??腦組織ATP、ADP、AMP含量測定??儀器:日本島津C18ODS色譜分析柱(5μm,200 mm×4.6 mm),柱溫為16 ℃,檢測波長254 nm,流速1.1 mL/min,平衡8 min。流動相A:150 mmol/L KH2PO4+150 mmol/L KCl,用2 mol/L KOH調pH至6.0;流動相B:85% A相+15%乙腈;實驗當天流動相經0.45μm孔徑的微孔濾膜過濾。吸取腦組織混合液20μL測定腦組織ATP,ADP,AMP含量,并計算總腺苷酸TAN(TAN=ATP+ADP+AMP)及細胞能荷EC[EC=(ATP+1/2 ADP)/TAN]值。

1.9??統計學處理方法??組間比較采用t檢驗。

2??結果

2.1??大腦組織SOD、GSH活性測定??見表1。

2.2??腦組織線粒體電鏡觀察??A組線粒體空泡化,嵴基本消失,內質網擴張;細胞漿內溶酶體、尼氏體明顯增多(見圖1);B組線粒體、內質網形態正常(見圖2)。

2.3??線粒體呼吸鏈酶復合物Ⅰ、Ⅲ活性??與B組比較,A組大腦線粒體呼吸鏈酶復合物I、III活性均明顯降低,差異有顯著性(P?

2.4??線粒體膜電位測定??與B組相比:A組小鼠大腦線粒體膜電位熒光染色紅光明顯減少,表明A組線粒體膜電位受到抑制(見圖3、圖4);熒光分光光度計的定量測量結果提示A組線粒體膜電位值明顯降低,差異有顯著性(P

2.5??腦組織ATP,ADP,AMP含量的測定及EC,TAN的計算??兩組小鼠腦組織腺苷酸含量及EC水平比較見表4、圖5和圖6。與B組相比較:A組的ATP,AMP,TAN濃度均顯著降低,差異有顯著性(P?

3??討論

ATP是生命活動的源泉,細胞的代謝、信號轉導、電活動和肌肉收縮等生理過程都需要ATP提供能量。 ATP產生不足勢必影響細胞的代謝與功能,導致細胞結構損傷[6],也是導致細胞凋亡和炎癥等病理生理過程的主要原因之一[6-7]。線粒體是產生ATP主要場所,提供機體所需要能量的90%以上。本實驗發現,暴露于慢性低氧高二氧化碳環境可影響小鼠的線粒體的功能:低氧高二氧化碳組小鼠的ATP,AMP,TAN濃度顯著降低,表明線粒體的產能功能受到了明顯影響。

暴露于慢性低氧高二氧化碳環境造成實驗動物的線粒體產能功能障礙的原因很多:電鏡發現低氧高二氧化碳組小鼠腦線粒體空泡化,脊消失,內質網擴張,提示慢性低氧高二氧化碳組的小鼠大腦線粒體形態破壞。其次,本實驗也同時發現低氧高二氧化碳組小鼠大腦的線粒體膜電位明顯抑制,而線粒體膜的完整及其電位正常是維持線粒體生物學功能必要條件。線粒體膜電位抑制可能同氧化應激反應有關,線粒體內的自由基與線粒體膜進行電子交換,導致膜電位改變[6-9]。第三,線粒體呼吸鏈又稱電子傳遞鏈,由四種復合物、細胞色素C和輔酶Q組成,其中線粒體COX?I和III,既是電子載體,又是遞氫體,也是線粒體呼吸鏈中對自由基損害特別敏感的部位[10-11]。本實驗發現低氧高二氧化碳組小鼠線粒體COX?I和III活性顯著下降,可能與自由基損傷有關。由于自由基具有獲取電子從而達到穩定的化學狀態傾向,因此它能誘發對細胞的組成成分的損傷[12-13]。線粒體既是自由基的來源,又是自由基的作用靶點。自由基作用于線粒體DNA、線粒體膜、電子傳遞鏈、Ca2+通道等使線粒體損傷,并導致細胞凋亡[14-15]。本實驗結果發現低氧高二氧化碳組小鼠腦組織中SOD,GSH活性顯著降低。SOD,GSH是內源性氧自由基清除劑, 保護細胞免受氧化性損傷,其活性可反映機體清除氧自由基的能力,因此,SOD,GSH活性降低,是線粒體形態功能障礙的重要原因之一。

由此可見,本實驗結果,即暴露于慢性低氧高二氧化碳環境造成實驗動物大腦的線粒體功能障礙,對揭示COPD所致的認知功能障礙的病理生理機制有著重要意義。

參考文獻

[1] Viegi G, Scognamiglio A, Baldacci S. Epidemiology of chronicobstructive pulmonary disease (COPD)[J].Respiration, 2001,68(1):4-19.

[2] 胡麗燕,王小同,寇雪蓮,等.慢性阻塞性肺疾病模型大鼠的學習記憶改變及咖啡因的干預作用[J].中國行為醫學科學,2007(7):68-71.

[3] 陳松芳,邵勝敏,吳志鵬,等.慢性低O2高CO2對大鼠空間學習記憶及腦內NMDAR1亞基表達的影響[J].中國應用生理學雜志,2007,23(4):434-437.

[4] 李勇,宮劍,邵勝敏,等.慢性低O2高CO2對大鼠海馬神經細胞TLR4和NFκB的影響[J].中國應用生理學雜志,2009,25(1):27-30.

[5] 李笑蓉,王小同.腺苷A2A受體與慢性低O2高CO2小鼠神經系統炎癥的關[J].溫州醫學院學報,2009,39(2):119-122.

[6] 胡碩,胡成平. 線粒體與細胞凋亡的研究進展[J].國際呼吸雜志,2006,26(6):463-470.

[7] Haeberlein SL.Mitochondrial function in apoptotic neuronalcell death[J].Neurochem Res,2004,29:521-30.

[8] 劉旺華,李花,周小青,等.三七總皂苷對大鼠腦缺血再灌注海馬細胞Ca~(2+)及線粒體膜電位的影響[J].中華中醫藥學刊,2009,27(1):99-101.

[9] 鐘煉敏,王文文,陶慧敏,等.共固定化腫瘤壞死因子和干擾素誘導的HeLa細胞凋亡的線粒體膜電位研究[J].生物醫學工程學雜志,2009,26(5):972-977.

[10] 劉樹森.線粒體呼吸鏈與活性氧[J].生命科學,2008,20(4):519-527.

[11] 孫飛,軍,孫吉,等.線粒體呼吸鏈膜蛋白復合體的結構[J].生命科學,2008,20(4):566-578.

[12] 李兵,柳君澤,陳麗芬,等.缺氧對大鼠心肌線粒體能量代謝和腺苷酸轉位酶活性的影響[J].中國病理生理雜志,2006,22(3):460-463.

[13] 徐瑜,柳君澤,夏琛,等.棕櫚酸對模擬高原低氧大鼠離體腦線粒體解耦聯蛋白活性及質子漏的影響[J].生理學報,2008,25,60(1):59-64.

二氧化碳影響范文3

【關鍵詞】 超臨界二氧化碳萃??;,,蛇床子素;,,提取率;,,二次回歸連貫設計

摘要:目的對五因素間的交互作用進行考察,確定超臨界CO2萃取的最佳工藝參數。方法采用二次回歸連貫設計的方法。結果P萃與T分Ⅰ之間的交互作用較為明顯,T分Ⅰ與T分Ⅱ之間的交互作用次之,T萃與T分Ⅰ、T萃與P分Ⅰ,P分Ⅰ與T分Ⅱ之間的交互作用對蛇床子素提取率有一定影響。優化的工藝條件為:萃取壓力為40 MPa,萃取溫度40℃;分離Ⅰ溫度45℃;分離Ⅱ壓力為5 MPa,分離Ⅱ溫度為46℃;CO2流量為18 L/h,萃取時間為80 min,在此條件下,蛇床子素提取率可達4.32%。結論采用二次回歸連貫設計可以客觀地反應各因素對目標函數的影響規律。

關鍵詞:超臨界二氧化碳萃?。?蛇床子素; 提取率; 二次回歸連貫設計

蛇床子系傘形科蛇床屬植物蛇床Cnidium monnieri(L.) Cuss.的干燥成熟果實。中藥蛇床子的化學成分比較復雜,除揮發油外,主要為蛇床子總香豆素(Total coumarins of Fructus Cnidii ,TCFC)。TCFC主要以蛇床子素(osthol)和歐前胡素(inperatorin)為主,目前已知的蛇床子提取物的化學成分可達40多種。蛇床子味辛苦,性溫,具有散寒、祛風、殺蟲等功能。用于濕痹腰痛、陰癢帶下等。有關蛇床子的超臨界CO2萃取工藝,日本學者宮地洋[1]對臺灣產蛇床子進行過初步研究,以中國大陸部分產地的蛇床子為研究對象,廣州市醫藥工業研究所的葛發歡等對其揮發性成分[2]和有效成分的萃?。?]進行過初探,山西省中醫研究院的王永輝等[4]進行了萃取壓力、萃取時間及CO2流量三因素對蛇床子素含量影響的研究。然而,影響超臨界CO2萃取的工藝參數較多,且工藝參數間往往存在交互作用,為此,本文針對超臨界CO2萃取全過程采用二次回歸連貫設計法對五因素及其交互作用進行研究,確定了各因素及其交互作用對蛇床子素提取率的影響規律,從而得出回歸方程,由此得出最佳工藝參數。

1 材料與儀器

材料:蛇床子購自江蘇省姜堰市藥材公司,經山西省中醫學院中藥鑒定室裴香萍、牛燕珍老師鑒定系傘形科蛇床屬植物蛇床Cnidium monnieri(L.) Cuss的干燥成熟果實。將蛇床子粉碎至120目備用。CO2:太原天計應用化工有限公司生產,食品級,純度在99%以上。蛇床子素的標準品購于中國藥品生物制品檢定所。實驗裝置:HA1215001C型超臨界萃取裝置(采用一萃二分流程),由江蘇省南通華安超臨界萃取有限公司制造。DF20型流水式中藥粉碎機,由無錫中銀機械制造有限公司制造。LC5500型高效液相色譜儀,UV檢測器, 由北京市東西電子科技研究所制造。ME2.1型超聲波清洗器,由美國Metter Electronics公司制造。

2 實驗過程

2.1 超臨界CO2萃取基本流程如下:CO2瓶制冷系統高壓泵萃取釜分離釜Ⅰ分離釜Ⅱ(循環)。實驗過程:稱取120目蛇床子粉末200 g放入萃取釜中,對萃取釜、分離釜Ⅰ、分離釜Ⅱ、貯罐分別進行加熱或冷卻,當達到所選定的溫度時開啟CO2瓶,通過高壓泵對系統進行加壓,當系統壓力達到所設定的壓力時,開始循環萃取,保持恒溫恒壓,按照計算機設定的取料時間間隔為每10 min取1次料,從分離釜Ⅰ和分離釜Ⅱ出料口中取料。

2.2 蛇床子素含量的測定

2.2.1 色譜分離條件色譜柱為ODS(十八烷基硅烷)柱;流動相為甲醇水(8∶2);流速為1 ml/min;檢測波長為322 nm;柱溫為35℃,進樣量20 μl。在上述色譜分離條件下,用外標法測定蛇床子素的含量,其HPLC譜圖見圖1。

圖1 蛇床子素高效液相色譜圖(略)

2.2.2 線性關系考察 蛇床子素對照品采用歸一化法對其純度進行測定,結果為98%。精密稱取蛇床子素對照品0.031 2 g,用95%乙醇溶解并定容至100 ml,得0.312 mg/ml的蛇床子素對照品溶液。分別量取上述蛇床子素對照品溶液0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0 ml置于6個25 ml容量瓶中,用95%乙醇稀釋至刻度,待測。根據濃度(X)-峰面積(Y)進行線性回歸,回歸方程:Y=2 747.47+1.550×107X,r=0.999 86 ,線性范圍6.24~37.44 μg。

2.2.3 方法精密度實驗精密稱取蛇床子提取物5份,按本實驗方法分別測定蛇床子素的含量,RSD為1.49%,表明方法精密度良好。

2.2.4 加標回收率實驗精密稱取已知含量的蛇床子提取物樣品,分別加入一定量的蛇床子素標準品,按本實驗方法進行測定。結果:回收率為99.09%~101.86%.

2.2.5 樣品測定樣品的前處理:用第1溶劑(石油醚:醋酸乙酯=85∶15)100 ml潤柱(柱子為100 ml酸式滴定管,硅膠為粗孔80~100目),取1.0 g蛇床子超臨界CO2提取物,用5 ml醋酸乙酯溶解后,倒入潤洗好的柱子內,再用第1溶劑120 ml潤洗,最后用100 ml95%乙醇洗脫,收集樣品,將溶劑揮干后待測。樣品的測定:精密稱取經過處理的蛇床子超臨界CO2提取物0.02 g至25 ml容量瓶中,用95%乙醇溶解并定容至刻度,再取2.5 ml稀釋至25 ml容量瓶中,定容至刻度,待測。

2.3 蛇床子素提取率的計算

蛇床子素的

提取率(%)=蛇床子提取物的質量×提取物中蛇床子素的含量

藥材的質量×100%

3 實驗設計方案

由于蛇床子素提取率受萃取釜、兩個分離釜工藝條件的影響,我們選擇萃取壓力、萃取溫度、分離Ⅰ壓力、分離Ⅰ溫度、分離Ⅱ溫度這五個因素,并依據經驗確定分離Ⅱ的壓力為5MPa,CO2流量為18L/h,通過多次實驗確定萃取時間為80 min。本實驗最開始采用一次回歸正交設計,但由實驗結果所得出的回歸方程經檢驗: F回=S回/V回

SR/VR=10.56F0.05(15,4)=5.86,表明方程的置信度有95% Flf=Slf/Vlf

Se/Ve=4.50F0.25(1,3)=2.02,表明方程是失擬的。因此必須增加實驗次數加大誤差自由度并對各因素間的非線性關系進行考察。采用L16(215)表進行二次回歸連貫設計[5],設:萃取壓力(z1)、萃取溫度(z2)、分離Ⅰ壓力(z3)、分離Ⅰ溫度(z4)、分離Ⅱ溫度(z5),各因素編碼值如表1。采用該法后,為簡化計算,按文獻[5]的要求,對各影響因素進行重新編碼。

表1 因素編碼(略)

Δj。r為待定參數,r=1.719(計算方法詳見4.1中) 。z0j(0)代表零水平實驗點;z2j(+1),z1j(-1)代表一次回歸正交設計中各因素的最大值點和最小值點,z12j (+r),z11j (-r)代表二次回歸連貫設計(即一次回歸正交設計中的最大值點1和最小值點-1均擴大r倍)中各因素的最大值點和最小值點。

4 結果與討論

4.1 結果實驗結果見表2??偟膶嶒灤螖礜=mc+mr+m0, m0為零水平重復實驗次數(27~30號實驗), mc=1

2×2p正交實驗次數(1~16號實驗),mr=2p為考察非線性關系實驗次數(17~26號實驗),p為因素個數。對xj2列進行中心化處理[5,6],即對表2中xj2列的第i次實驗的因素編碼(xij2)進行線性變換:xij1=xij2-1

NN

i=1 xij2,其中 N

i=1 xij2=mc+2r2=16+5.908=21.908, r2=Nmc-mc

2=2.954,r為待定參數。所以,xij1=xij2-0.730。表2中x1~x5列中的1,1,r,-r,0分別代表表1中各因素在z2j(+1),z1j(1),z2j 1(+r),z11j (r),z0j (0)時所對應的數值。x1x2~x4x5列中的數值為每個因素分別取1,1,r,r,0值時相應的乘積。x11 ~x15 列表示將各因素分別取1,1,r,r,0時代入到xij2線性變換式中所得的值。

表2 實驗設計方案與結果(略)

表中yi為蛇床子素的提取率

4.2 方差分析與試驗結果討論根據表2的實驗結果,作方差分析,結果見表3。

表3 顯著性分析(略)

Se=Σm0

i0=1yi02-1

m0(Σm0

i0=1yi0)2=0.020,ve=m0-1=3,F0.01(1,3)=34.12,F0.05(1,3)=10.13,F0.1(1,3)=5.54,F0.25(1,3)=2.02;式中Dj (x0除外),x1~x5中的Dj=16+2r2,x1x2~x4x5中的Dj 為正交實驗次數(16),x1′~ x5′中的Dj =2r4,r=1.719,x0中的Dj 為總體實驗次數:Bj=ΣN

i=1Xijyi,bj=Bj

Dj ,Sj =bjBj,Fj=Sj/Vj

Se/Ve由表3可知:在實驗研究范圍內,對蛇床子素提取率影響較為顯著的是萃取壓力(z1)與分離Ⅰ溫度(z4)的交互作用;次為顯著的是:分離Ⅱ溫度(z5)、分離Ⅰ溫度(z4)與分離Ⅱ溫度(z5)的交互作用、萃取壓力(z1);有一定影響的是:萃取溫度(z2)與分離Ⅰ溫度(z4)的交互作用、萃取溫度(z2)與分離Ⅰ壓力(z3)的交互作用、分離Ⅰ壓力(z3)與分離Ⅱ溫度(z5)的交互作用。回歸方程:蛇床子素的提取率(%)=3.70+0.10x1-0.042x2+0.058x3+0.12x5+0.055x1x2-0.05x1x3-0.20x1x4-0.095x2x3+0.096x2x4-0.041x2x5+0.041x3x4-0.091x3x5-0.13x4x5-0.046x2′-0.077x3′-0.043x4′+0.050x5′

(1)將表1中的各因素編碼公式及xj2列中心化處理公式代入方程(1)中,整理得回歸方程,如下:蛇床子素的提取率(%)=-7.13+0.102 5×z1+0.034 55×z2+0.344 2×z3+0.187 6×z4+0.043×z5+0.000 55×z1z2-0.001×z1z3-0.002×z1z4 -0.001 9×z2z3+0.000 96×z2z4-0.001 025×z2z5+0.000 82×z3z4-0.004 55×z3z5-0.003 25×z4z5-0.000 46×z22-0.003 08×z32-0.000 43×z42+0.003 125×z52 (2)做回歸方程(2)的顯著性檢驗, F回=S回/V回

SR/VR=11.80F0.01(20,9)=4.80,表明回歸方程置信度是99%, Flf=Slf/Vlf

Se/Ve=1.75F0.25(6,3)=2.42表明方程擬合得很好,可認為是最優回歸方程。綜合考慮各因素之間的影響及交互作用,得到優化的工藝條件為:萃取壓力40MPa,萃取溫度40℃;分離Ⅰ壓力10MPa,分離Ⅰ溫度45℃;分離Ⅱ溫度46℃。代入到回歸方程中可得:蛇床子素提取率的Y值為4.42%。為了更直觀地表述各因素及其交互作用對目標函數的影響規律,我們將其中的三個因素固定為最佳值,在實驗研究范圍內根據回歸方程考察其它兩個因素,得圖2~11。從圖中曲線不難看出,在實驗研究范圍內蛇床子素的提取率隨z2、z4的增加而遞減(個別特殊的情形除外);隨z1、z5的增加而遞增;從圖中可以看出z3對目標函數的影響較為復雜,無一定的規律可循;除z1與z2、z1與z5、z3與z4外各因素間均存在顯著的交互作用。根據超臨界CO2萃取的原理,z1、z3通過改變CO2 流體密度改變物質在其中的溶解度(壓力增加溶解度增加);z2、z4、z5則通過改變CO2流體的密度和物質的蒸氣壓而改變物質的溶解度(溫度升高,CO2流體密度降低;物質的蒸氣壓增大。前者使物質的溶解度減少,后者使之增加)。各因素對目標函數的綜合影響趨勢最終取決于哪一方占主導優勢。但溶質自身的性質是影響超臨界CO2流體溶解能力最主要的因素。由于蛇床子素的提取率取決于蛇床子提取物的質量和提取物中蛇床子素的含量這兩個方面。因此,圖中反映的規律應當是溫度和壓力對蛇床子提取物的質量和提取物中蛇床子素的含量這兩個方面綜合影響的體現。

圖2 萃取壓力、萃取溫度與蛇床子素提取率關系圖(略)

圖3 萃取壓力、分離Ⅰ壓力與蛇床子素提取率關系圖(略)

圖4 萃取壓力、分離Ⅰ溫度與蛇床子素提取率關系圖(略)

圖5 萃取壓力、分離Ⅱ溫度與蛇床子素提取率關系圖(略)

圖6 萃取溫度、分離Ⅰ壓力與蛇床子素提取率關系圖(略)

圖7 萃取溫度、分離Ⅰ溫度與蛇床子素提取率關系圖(略)

圖8 萃取溫度、分離Ⅱ溫度與蛇床子素提取率關系圖(略)

圖9 分離Ⅰ壓力,分離Ⅰ溫度與蛇床子素提取率關系圖(略)

圖10 分離Ⅰ壓力,分離Ⅱ溫度與蛇床子素提取率關系圖(略)

圖11 分離Ⅰ溫度,分離Ⅱ溫度與蛇床子素提取率關系圖(略)

采用超臨界CO2萃取蛇床子中的蛇床子素等生物活性組分,當分離釜Ⅰ和分離釜Ⅱ的壓力相同時,均從分離釜Ⅰ中出料,而分離釜Ⅱ中無收集物。保持分離釜Ⅱ的壓力為5MPa,在一定范圍內變化分離釜Ⅰ的壓力時,大約90%以上的提取物仍然從分離釜Ⅰ中出料。從實驗結果看,第1個10 min內提取物的出料量約占總出料量的50%,以后出料量隨時間的延長逐漸減少。

4.3 回歸方程的預測范圍在上述優化的工藝條件下,Y值的預測區間可以利用3σ[5]規則來確定。因為σ=0.42,所以,在優化的工藝條件下,其指標真值在4.42±0.42之間,即4.00到4.84之間,此時置信度為99%。4.4 驗證實驗依照最優的工藝條件,進行驗證實驗見表4。結果與回歸方程預測結果基本接近,表明該工藝穩定可行。

參考文獻:

[1] 宮地洋,山本秀樹.超臨界萃取生藥成分的研究[J].藥學雜志(日),1987,107(5):367.

[2] 王海波,葛發歡,李 菁,等. 超臨界CO2萃取蛇床子揮發性成分的研究[J].中藥材,1996,19(2):84.

[3] 葛發歡,李 菁,黃曉芬,等. 超臨界CO2萃取蛇床子有效成分的工藝研究[J].中藥材,2001,24(8):570.

[4] 王永輝,張 榮,李艷彥,等.蛇床子超臨界萃取工藝的正交設計試驗研究[J].山西中醫,2005,21(3):51.

[5] 任露泉.試驗優化技術,第1版[M].北京:機械工業出版社,1987:121,243.

二氧化碳影響范文4

二氧化碳在氣體冷卻器中溫度變化大,使得氣體冷卻器進口空氣溫度與出口制冷劑溫度較為接近,可減少高壓側不可逆傳熱引起的損失,并且二氧化碳的臨界溫度較低。因此,制冷循環采用跨臨界制冷循環時,其排熱過程不是一個冷凝過程,壓縮機的排氣壓力與冷卻溫度是兩個獨立的參數,改變高壓側壓力將影響制冷量、壓縮機耗工量及系統的能效。研究表明,高壓側壓力變化時,循環的能效存在著一個最大值,因此,二氧化碳跨臨界制冷循環在對不同工況下,存在對應于最大能效值的最佳排氣壓力。二氧化碳在氣體冷卻器中較大的溫度變化,用于熱回收時,有較高的放熱效率。

2二氧化碳制冷優勢及其應用現狀

2.1二氧化碳制冷應用現狀

二氧化碳制冷目前已成功應用于商業建筑、冷藏庫、熱泵系統、汽車空調以及工程機械等領域。

2.1.1商業建筑1995年瑞典成功安裝了第一個二氧化碳超市制冷系統。截至2011年,瑞典至少有180個超市采用了二氧化碳系統。丹麥于2004年安裝了第一套超市二氧化碳跨臨界循環制冷系統。2007年,泰國安裝了亞洲的第一套超市二氧化碳復疊制冷系統。

2.1.2冷藏庫目前我國食品加工與冷藏業中的大中型冷庫80%都采用氨作為制冷劑。氨有毒性,需要增加安全保護措施。截至2005年,美國的冷庫中氨仍然是一種主要的制冷劑,但二氧化碳已經在冷庫制冷系統中得到實際應用。采用二氧化碳/氨復疊式制冷系統的大型冷藏庫已經投入使用。

2.1.3汽車空調目前汽車空調中主要采用R134a。1996年德國生產的以二氧化碳為工質的公交客車空調投入運行。2003年歐洲已有部分汽車裝備了二氧化碳空調系統。

2.1.4熱泵系統中的應用1994年由挪威SINTEF率先對二氧化碳跨臨界循環在熱泵上的應用進行了理論和實驗研究。在1995年,日本開發了二氧化碳為工質的家用熱泵熱水器。

2.2二氧化碳制冷劑優勢

二氧化碳是碳的最高氧化狀態,具有非常穩定的化學性質,即使在高溫下也不分解產生有害氣體。作為制冷劑其優點在于無毒、來源豐富、與普通油相溶、容積制冷量大;同時具有優良的熱力特性、安全特性和環保特性的天然制冷工質。二氧化碳制冷劑跨臨界循環的放熱過程可以和變溫熱源相匹配,從而可得到較高的能效。與其它制冷劑相比,二氧化碳具有下列優點:

2.2.1環境性能優良二氧化碳是自然界天然存在的物質,它的臭氧層破壞潛能(ODP)為零,溫室效應潛能極小(GWP=1)。二氧化碳大多為化工行業的副產品,用它做制冷劑正好回收了原來排向大氣的廢物,從而使其溫室效應為零。目前國際上已商業化使用或提出的潛在的環保工質氫氟烴(HFC)及其混合物不但會增加溫室效應,還會產生其他未知的副作用。

2.2.2價格低廉二氧化碳來源廣泛,價格低廉。二氧化碳制冷系統維護簡單,無需回收或再生,操作與運行的費用較低。

2.2.3化學穩定性好二氧化碳無毒、無臭、無污染,不燃、不爆。對常用材料沒有腐蝕性,在高溫下也不分解產生有害氣體,與水混合時呈弱酸性,可腐蝕碳鋼等普通金屬,但不腐蝕不銹鋼和銅類金屬。

2.2.4制冷效率高,穩定性好二氧化碳運動粘度低,壓縮比低,單位容積制冷量大,有很好的傳熱性能。二氧化碳制冷效率高,穩定性好,容積制冷量較大,流動和傳熱性能高。

2.2.5設備尺寸小二氧化碳制冷較高的工作壓力使得壓縮機吸氣比容較小,從而使得容積制冷量較大,壓縮尺寸較小,流動和傳熱性能提高。減少了管道和熱交換器的尺寸,從而使系統非常緊湊。

3二氧化碳制冷在工程機械領域的應用

3.1工程機械駕駛室熱環境

工程機械駕駛室玻璃面積較大,室內熱環境受外界影響大。太陽輻射通過玻璃窗將熱量傳入車內,玻璃面積較大時,可通過下式計算,通過玻璃窗進入室內的熱量Qb可按下式計算:Qb=A•k(tb-ti)+C•A•qb式中:A為玻璃窗面積;K為玻璃窗的傳熱系數;tb為車室外溫度,℃;ti為車室內溫度,單位為℃;C為玻璃窗遮陽系數;qb為通過單層玻璃的太陽輻射強度。另外,受太陽輻射影響車身溫度較高,從而影響駕駛室內溫度。太陽照射包括直射和散射,車體外表面溫度升高的同時也向外反射輻射熱,車體外表面所受的輻射熱Q1可按下式計算:Q1=(IG+IS-IV)F式中:IG為太陽直射輻射強度;IS為太陽散射輻射強度;IV為車體表面反射輻射強度,單位為W/m2;F為車體外表面積,m2。

3.2工程機械空調系統特點

工程機械的工作環境極其惡劣,其空調系統與冰箱和家用空調具有明顯的區別。

1)工程機械空調系統往往在過熱、灰塵、震動等惡劣環境情況下運行,對其質量和性能要求較高。

2)工程機械空調系統冷凝器和蒸發器均處于強制對流換熱狀態,均需耗費一定電能或發動機功率,而且冬夏季空調運行時,工程機械爬坡或加速等受到較大影響。

3)工程機械工作時往往震動較為劇烈,容易導致制冷劑泄漏,污染環境。

3.3二氧化碳空調在工程機械中的應用優勢

二氧化碳空調系統應用于工程機械領域具備較佳的優勢:

1)工程機械空調系統制冷劑易泄露、排放量大。采用二氧化碳作為制冷劑有完全環保的特點。

2)二氧化碳壓縮比低,壓縮機效率高。同時,高壓側二氧化碳溫度變化大,使進口空氣溫度與二氧化碳的排氣溫度可以非常接近,減少了高壓側不可逆傳熱引起的損失。3)尺寸小二氧化碳空調系統可以滿足工程機械安裝和布置要求,并獲得較高的效率,對工程車輛的節油和動力性能也有改善。

4結論

1)二氧化碳制冷劑性能良好,化學性質穩定,無毒、無臭、無污染,不燃、不爆。其臭氧層破壞潛能為零,溫室效應潛能極小。價格低廉,來源豐富。

2)二氧化碳循環在跨臨界條件下運行,壓縮機的效率相對較高,在超臨界條件下的特殊熱物理性質使其在流動和換熱方面都具有極大的優勢,超臨界流體良好的傳熱和熱力學特性使得換熱器的換熱效率提高,并使得整個系統的能效較高。

3)二氧化碳制冷劑應用廣泛,目前已成功應用于商業建筑、冷藏庫、熱泵系統、汽車空調以及工程機械等領域,具有理想的應用效果。

二氧化碳影響范文5

關鍵詞:低碳發展;生態-公平-效率模型;二氧化碳排放空間

中圖分類號:F205 文獻標志碼:A 文章編號:1008-3758(2012)02-0119-06

全球氣候變化是人類迄今所遇最重大的生態環境問題,已經成為人類社會發展嚴重的制約,低碳發展已經成為人類發展的必然選擇。全球主要國際組織和國家重視低碳發展研究,現有應對氣候變化的理論研究主要從以全球氣候變化為主題的生態環境研究和各國低碳經濟的技術實現研究兩個角度進行,對低碳發展的理論研究和指標分析還比較缺乏,本文主要在生態經濟學的構架下建立生態-公平-效率(ecology-equity-efficiency,簡稱3E)模型,以二氧化碳排放空間作為主要指標,分析全球主要國家的低碳發展現狀和前景。

一、生態-公平-效率(3E)模型的建立及指標的選取

1.低碳發展的生態-公平-效率(3E)模型

氣候變化和化石能源供給瓶頸已經成為人類社會發展的嚴重制約,低碳發展是對要求經濟增長、社會公平和環境保護三者兼顧的人類可持續發展的延伸和具體化。以規模、公平和效率為維度的生態經濟學作為低碳發展的理論基礎,從本質上來說符合可持續發展的目標。低碳發展要實現生態環境、社會公平及經濟增長等目標,須要把生態規模、社會公平與經濟效率三個要素統一起來,并從獨立發展到整合的三維要素,見圖1。

在環境維度,溫室氣體的大量排放已經引起了全球性的氣候變化,以生態規模為代表的地球環境接納二氧化碳等溫室氣體的能力應該是低碳發展要考慮的最基本的條件,主要指標為全球二氧化碳排放總量。在社會維度,在生態規模的基礎上,要考慮社會發展權利和福利的合理配置,這是社會發展的第二層需求,主要指標為人均年二氧化碳排放量。在經濟維度,社會的經濟發展需要考慮效率因素,主要體現在溫室氣體排放空間這一稀缺資源是否得到有效配置。

2.現有溫室氣體排放權分配指標

20世紀90年代起,作為發展中國家代表,中國學者開始關注國際氣候制度中的公平問題,徐玉高等從二氧化碳排放權的交易和激勵機制角度論述了碳權的分配;徐嵩齡從國際環境法的角度探討碳減排的公平與效率;徐玉高等提出了氣候變化的公平準則,特別指出發展中國家應該擁有更多的發展空間;何建坤等就氣候變化問題的公平性進行了分析;潘家華等提出了“碳預算”概念,從理論框架和減排策略上進行了廣泛的探討。國外學者也在研究人均二氧化碳排放量的基礎上,提出了修正方案――溫室氣體排放權(GDR)方案,引起國內外的關注。其中人均二氧化碳排放量和溫室氣體排放權作為主要的二氧化碳排放公平分配指標在一定程度上體現了公平理念但均有缺陷:

(1)人均二氧化碳排放量作為較早出現的二氧化碳排放公平分配指標具有現實意義,但該指標是對當年排放情況的考慮,而缺少對歷史責任的分析。從二氧化碳排放權的人際公平原則看,以人均二氧化碳排放量為主要指標的“緊縮與趨同”方法,對于發展中國家來說仍然是不公平的。

(2)溫室氣體排放權(GDR)是由瑞典斯德哥爾摩環境研究所(SEI)提出,設計了以國內生產總值(GDP)和累積歷史排放為核心指標的“責任一能力指數(RCI)”。RCI指數法通過累計二氧化碳排放量和達到世界收入水平線的人口比例等指標,試圖融合發展中國家的發展需求和發達國家的能力要求。該方法也有其自身的局限性,主要問題集中于歷史責任與未來要求的協同考慮和全球收入水平線等取值問題。

二、二氧化碳排放空間研究假設與計算方法

二氧化碳排放空間是指在一定時限內為達到生態目標可排放的二氧化碳的總量,這一指標為全球二氧化碳排放量與生態容量之間的平衡設置了一個閾值。在人均累計二氧化碳排放量的指標基礎上,人均二氧化碳排放空間可以作為重要指標對全球和各國的二氧化碳排放進行合理的分配,通過二氧化碳排放效率的指標來實施。本文選擇在1990-2005年二氧化碳累計排放量均超過全球總排放量1%的主要國家進行分析。具體研究假設和計算方法如圖2所示。

1.研究時限

全球二氧化碳累計排放量統計和計算是以1990年和2050年為起點和終點的。1990年作為起點的選擇依據是當年召開的第二次世界氣候大會明確指出必須限制溫室氣體排放以遏制全球性氣候惡化,《京都議定書》也以1990年作為排放總量的基準線。隨著全球經濟的不斷發展,二氧化碳等溫室氣體的排放量還將不斷升高,到2050年全球二氧化碳累計排放量將直接影響全球經濟發展與氣候變化的長期趨勢。

2.分配指標

本文以全球二氧化碳排放公平原則下的在研究時限內人均年二氧化碳排放量作為分配指標。以全球氣候變化在“臨界點”之內為目標,在全球二氧化碳排放總量確定的情況下,人類應該具有平等的發展權利和二氧化碳排放權利。1990-2050年全球人均年二氧化碳排放量應該成為全球對二氧化碳累計排放量進行分配的重要指標。

3.人口數據來源

未來人口估算依據聯合國經濟和社會事務部的《世界人口展望(2006年修訂版)》的人口數據,1990-2005年全球及各國人口數據為確定數據,2006-2050年人口數據均為基于歷史趨勢根據各國生育、死亡、移民速率進行推算的結果。在全球及各國進行二氧化碳排放空間分析過程中,全球及各國的人口和人均年二氧化碳排放量共同決定各國二氧化碳排放空間的分配。

三、基于3E模型的主要國家二氧化碳排放空間實證分析

以到2050年不引發全球氣候急劇變化的“臨界點”為目標,以1990-2050年為期限,對全球及各國以人口數據為依據進行二氧化碳排放量的分配,減去1990-2005年已經排放的二氧化碳總量,即可計算出2006-2050年全球及各國二氧化碳排放空間和人均年二氧化碳排放量。

1.基于生態規模的全球二氧化碳排放總量的預測

經過大量科學預測和分析,將全球溫升控制在2℃、大氣中溫室氣體濃度控制在450~550ppm作為全球應對氣候變化的長期目標,經過計算,從1990年至2050年共有13 530億噸二氧化碳排放的累計排放量。全球二氧化碳年排放量需要盡早得到較好地控制,有研究顯示,若峰值出現在2020年以后,那么就必須采取更為激進的減排手段(甚至是排放的負增長),否則就無法在未來實現450 ppm的排放路徑。

根據1990-2050年間全球總人年對全球二氧化碳累計排放總量進行國家間分配,可以得到表1中1990-2050年各國二氧化碳累計排放量。其中表1中所列出的各國1990-2005年二氧化碳排放量數據來自世界能源研究所,由此可以計算得出2006-2050年各國二氧化碳排放空間。

如表1所示,2006-2050年全球尚有9806.26億噸二氧化碳的排放空間,其中美國、俄羅斯、澳大利亞和加拿大等國在1990-2005年期間已經耗盡本國在1990-2050年期間的二氧化碳排放空間,需要通過更加嚴厲的減排手段達到二氧化碳凈排放為負值的要求。巴西、印度、中國、墨西哥等國由于1990-2005年的累計二氧化碳排放量比較小,所以還有比較充裕的二氧化碳排放空間。

2.基于公平分配的人均年二氧化碳排放量的分析

(1)1990-2050年全球人均年二氧化碳排放量的確定

根據本文對不引發全球氣候變化“臨界點”的分析,1990-2050年全球二氧化碳的累計排放總量約為13530億噸,這期間全球總人年為4585.33億人年,全球二氧化碳累計排放量與全球總人年的比值即為全球人均年二氧化碳排放量。經計算1990―2050年全球人均年二氧化碳排放量為2.95噸/人年。

(2)2006-2050年各國排放空間的確定

按照1990-2050年期間全球及各國的人年統計,可以計算出在時限內全球及各國的二氧化碳排放量。由于1990-2005年全球二氧化碳的排放已經發生,因此可以查出全球及各國的事實排放量值;2006-2050年全球及各國可排放的二氧化碳的空間應該在1990-2050年各國二氧化碳排放空間中減去1990-2005年各國的事實排放量值。

(3)人均年二氧化碳排放量的確定及分析

人均年二氧化碳排放量即為對應年限的累計二氧化碳排放量或者排放空間與統計人口與年限直接的比值,它代表了在一定時限內各國二氧化碳排放的權利,也體現了二氧化碳減排的難度。本文把1990-2050年分為兩個時間段,分別是已經發生的1990-2005年和需要分析與計算的2006-2050年。經過對累計二氧化碳排放量和二氧化碳排放空間的計算,在各國歷年人口數據統計的支撐下,可以計算出1990-2005年和2006-2050年的人均年二氧化碳排放量,如圖3所示。

從全球的角度來看,1990-2005年的人均年二氧化碳排放量略高于2006-2050年,相差1.24噸/人年。澳大利亞、加拿大和美國的1990-2005年的人均年二氧化碳排量超過15噸/人年,德國和俄羅斯超過10噸/人年,日本、韓國、英國、波蘭、烏克蘭等國也接近10噸/人年,這些國家在2006-2050年間的人均年二氧化碳排放量都非常有限。澳大利亞、加拿大、俄羅斯和美國均需要大幅下降人均年二氧化碳排放量才能滿足已經透支的各國二氧化碳排放空間的要求。其中美國作為全球最發達的國家,在二氧化碳排放的問題上有著最重的責任,為達到美國的二氧化碳排放空間,美國需要大大降低人均年二氧化碳排放量,只有從19.55噸/人年降低到凈吸收二氧化碳1.62噸/人年才能實現。這就要求發達國家不僅要做好本國的二氧化碳等溫室氣體的減排工作,也需要為其他國家的減排提供更多的技術和資金支持,才能實現本國的排放目標。在圖3中,巴西、中國、印度、印度尼西亞等國的2006-2050年人均年二氧化碳排放量較1990-2005年還有提高,這說明在1990-2005年這些國家的二氧化碳排放量沒有達到全球人均年二氧化碳排放水平,這些國家的發展還存在一定的排放空間。但需要看到,這些國家多為發展中國家,在發展過程中也要經歷工業化和城市化的進程,二氧化碳排放量還將有比較大的提高。關注這些國家的二氧化碳排放水平,是控制全球氣候變化的關鍵因素之一。

3.基于效率考量的各國二氧化碳排放效率分析

以人均二氧化碳排放量和人均GDP為橫軸和縱軸,以主要國家2006年的人均GDP和人均二氧化碳排放量做圖,可以比較直觀地分析主要國家二氧化碳排放效率,具體數值見圖4。

圖4中回歸線顯示了主要國家二氧化碳排放效率的平均值,位于回歸線上方國家的二氧化碳排放效率高于平均水平,位于回歸線下方國家的二氧化碳排放效率低于平均水平。從圖4中數據分布情況可以看出,在主要國家中法國是二氧化碳排放效率最高的國家之一;英國、日本、德國及西班牙等發達國家用相對較少的二氧化碳排放達到了較高的經濟發展水平;澳大利亞、加拿大及美國等屬于處于高收入、高排放的二氧化碳排放效率較低的發達國家,需要在二氧化碳減排的相關領域作出更多貢獻;印度、印度尼西亞、巴西等國家作為發展中國家經濟水平尚較低,但是二氧化碳排放效率高于平均水平。

二氧化碳排放效率分析對中國發展有著現實意義。作為發展中大國,隨著中國經濟增長,二氧化碳排放量的增速加快,2006年中國的二氧化碳排放效率已經低于主要國家平均水平。中國必須堅持科學發展觀,在提高經濟水平的同時重視二氧化碳排放的控制。走低碳發展道路、不斷提高二氧化碳排放效率,將是中國發展的必然路徑。

四、結語

二氧化碳影響范文6

1. 施用二氧化碳的方法

①點燃沼氣燈增施二氧化碳。在北方“四位一體”(沼氣池、豬舍、廁所和日光溫室)模式的大棚內,可點燃一定數量的沼氣燈,燃燒1米3沼氣可獲得0.975米3二氧化碳。一般棚內沼氣池寒冷季節產沼氣量為0.5~1.0米3/天,可使0.5畝地大棚內的二氧化碳濃度達到0.10%~0.16%。

②利用豬呼出的二氧化碳。大棚內豬舍養1頭重50千克的豬,每天呼出二氧化碳1.032米3,3頭豬每天可呼出二氧化碳3.096米3。這些二氧化碳可通過溫室山墻的通氣孔和蔬菜大棚內的空氣進行自然交換,有利于棚內蔬菜生長。

2.施用二氧化碳的濃度

人工施用二氧化碳的最適濃度因作物的種類、生育期、光照強度和季節等不同而不同。試驗證明,一般蔬菜施用二氧化碳濃度為大氣中二氧化碳含量的3~5倍,即0.10%~0.15%,其中,葉菜類以0.15%~0.25%為宜,黃瓜以0.12%為宜,番茄、茄子、辣椒以0.08%~0.10%為宜,西瓜以0.10%為宜。

3. 施用二氧化碳的時間

二氧化碳的施用應在其濃度明顯降低時進行,晴天在日出后30~40分鐘開始施用,待溫室需要開窗通風前30分鐘左右停止。若大棚內施用了大量有機肥,可在日出后1小時施用二氧化碳,午后光合作用較弱時可以不施。在春、秋季節,外界氣溫較高時,施用二氧化碳時間應短些,每天2~3小時;冬季氣溫較低時,施用時間應長些。一般作物以在生育初期施用二氧化碳效果好。

4. 施用二氧化碳注意事項

①二氧化碳氣肥的施用應與大棚內良好的水肥管理相結合,只有在充足的營養條件下,二氧化碳氣肥才能發揮較大的增產效果。

②控制二氧化碳的施用時間和濃度。一般大棚內二氧化碳濃度不能超過5%。如果濃度過高,將會影響作物氣孔的張開度,并且擾亂作物的代謝活動。當大棚內二氧化碳濃度超過5%時,會危害大棚內的人、畜。

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