其实应该说甲烷作为一种温室气体的效力是二氧化碳的23-25倍
其他
:质量当量:
1tCH4的GWP值为21tCO2e
其中:GWP为增温潜力值,表示对温室效应的贡献大小。
补充:
根据IPCC的国家温室气体清单指南2006,全球增温潜势计作一吨温室气体在一段时间(如100年)内对一吨二氧化碳的辐射强迫。因此均采用 1tCH4 = 21tCO2e
=====================================其他参考
科学家们相信,南极洲冰盖和冰川下的水世界中生活着大批的微生物。他们还推测,这些微生物可能在漫长的时间里制造出了大量的甲烷,通常情况下甲烷被冰封在那里,但是如果上升的气温使冰川和冰盖融化,甲烷则有可能外泄到大气之中。
甲烷是大气中继水蒸气、二氧化碳之后最为重要的温室气体。一些科学家担心,南极和北极地区冰封的甲烷如果随着全球变暖而被释放出来,将会对气候形成正反馈的循环,进一步加剧全球变暖。
英国布里斯托大学的地球化学家杰玛·沃德姆(JemmaWadham)的研究小组分别在南极和北极的冰川采了样本,拿到实验室里进行研究。他们发现,冰里面存在高浓度的甲烷,以及大量的产烷生物。在南极的样本中,每克冰里有1000万个产烷生物,在格陵兰的样本中,每克里面有10万个。
他们还将这些产烷生物放在瓶子里培养。南极洲的样本在起初的250天里都没有什么动静,接下来却突然产生了大量的甲烷。格陵兰的产烷生物一直到今年3月15日都没有出现任何释放甲烷的迹象,但沃德姆认为它们也许只是需要更多一点的时间。
在沃德姆等人得到的样本中,产烷生物的含量与深海沉积物中的含量不相上下,生物的种类也与北极地区泥炭和冻土中的产烷生物非常相似。
甲烷的温室效应
2008年发表在英国《自然》杂志上的一篇文章曾指出,亿年前,由于甲烷的释放,地球迅速升温,炎热的气候取代了冰期。论文第一作者、美国加州大学滨河分校教授马丁·肯尼迪(MartinKennedy)认为,同样的事件可能在今天再次发生,而且变化会来得异常迅速———不是在几千年或几百万年里,而是在短短一个世纪中。“这是一个重要的忧虑因素,因为也许只要一点点的升温就能让禁锢着的甲烷释放出来。”肯尼迪表示。
根据科学家的估计,湿地、永久冻土,包括北冰洋下的永久冻土里,以甲烷(CH4)形式存在的碳的量是现在大气中以二氧化碳(CO2)形式存在的碳的至少两倍。在大气里,甲烷的含量已经是工业革命前的两倍。这种增加中有人类活动的作用,包括能源生产和使用、垃圾填埋、养牛、稻米农业和生物体燃烧,但也有大约百分之四十来自于自然界。
甲烷作为一种温室气体的效力是二氧化碳的23-25倍。地球上的甲烷水合物(俗称“可燃冰”)如果在几年中有10%释放到大气中,那么它对地球辐射的影响就相当于二氧化碳增加了十倍。
在联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的报告中,气温的曲线总是随着二氧化碳的水平平滑上升,这是因为图示是根据线性数学模型做出来的。但是肯尼迪和其他一些地质学家认为甲烷能够在短短几十年里造成非线性的气候变化。
在他对远古气候的研究中,存在于较低纬度的甲烷水合物首先变得不稳定,释放出甲烷气体。这些甲烷气体所造成的升温使得甲烷水合物的去稳定化向着更高的纬度发展,最终成为一种失控的反馈效应传播到全球。
尽管肯尼迪等人研究的是几亿年前发生的情况,但是他们看到今天发生的状况与那时是类似的。在定量评估温室气体排放对气温变化的贡献时,IPCC报告引用了“辐射强迫”的概念,它指的是某种因子造成的太阳辐射的变化。肯尼迪也用这个概念来考察。“如果我们将二氧化碳水平翻一倍或是翻两倍,会发生什么情况呢?”肯尼迪担心,二氧化碳增加所造成的全球变暖会让储藏在自然界的甲烷在一代人的时间里释放出来。
美国加州大学圣塔芭芭拉分校的地质学和古生物学教授吉姆·肯尼特(JimKennett)同意肯尼迪的看法,认为他的思路是正确的。肯尼特甚至认为,如果地球的气候能够在短短几十年里发生巨大的变化,那么甲烷的释放是唯一可能的引爆器。
正在释放的甲烷
“甲烷从永久冻土冒出来是一件正在发生的事情。今天我们面临的挑战是我们无法测量它,所以我们就无挂虑地忽略它。”肯尼迪在2008年说。
现在他所说的无法测量的情况正在发生改变。一些科学家在近些年开展了艰苦的野外测量工作,以期查明自然界中的甲烷究竟在以多大的速度向外释放。
来自美国、俄罗斯和瑞典研究机构的一组科学家从2003年到2008年每年均乘坐俄罗斯的破冰船,到东西伯利亚北极大陆架(ESAS)探测甲烷。他们还在2006年做了一次直升机考察,在2007年冬天做了一次冰面考察。在这些考察中,他们取得了至少5100个海水样本。然后他们在这个基础上分析ESAS甲烷释放的情况。这样的行动艰苦又周期漫长的研究工作被一些科学家称为“灰姑娘科学”。ESAS由西伯利亚的海岸线向北延伸1000千米,海床中包含了从上一次冰期遗留下来的永久冻土。这里海底的年平均温度为-到1摄氏度,比地面上的永久冻土的年平均温度高出12到17摄氏度。
美国阿拉斯加大学国际北极研究中心的娜塔莉亚·沙克霍娃(NataliaShakhova)及其合作者经过数年的艰苦探测得出的结果是,ESAS每年以甲烷形式向大气中释放出的碳的量约为8×1012克(8TgC)。他们在直升机上的测量结果也在大气中记录到四倍于北极其他地区的甲烷浓度。“海底甲烷最后也影响大气甲烷的浓度,问题就是人们对甲烷,包括二氧化碳,在大气里面的收支还是了解得很不够,数字不准确。”北京大学物理学院大气科学系教授王绍武评论说,“现在这项研究加了一个甲烷的源,那么以后在计算甲烷的收支的时候它是可以纳入考虑的。”沙克霍娃等人的论文发表在3月5日的美国《科学》杂志。在一篇配发的评论中,德国马普研究所的马丁·黑曼(MartinHeimann)说这项研究是“一个勤奋、高质量实地测量的美妙案例”。
在1月15日的《科学》杂志上,英国爱丁堡大学地球科学学院安东尼·布鲁姆(AnthonyBloom)等人还从另一个角度考察了甲烷的释放情况。他们分析了2003年到2005年的卫星资料,从中寻找湿地释放甲烷的量级与分布。
他们的研究显示,赤道地区的湿地为全球的甲烷释放贡献52%到58%。他们还估计,在2003年到2007年期间,由于中纬度的北极地区的升温,湿地的甲烷排放增加了7%。用另一个数字来说,是每年增加大约6TgC。“这些变化对于全球甲烷循环来说有多重要?”黑曼在评论中写道,“考虑到全球每年排放的甲烷有大约440TgC,西伯利亚的北冰洋海域和北半球湿地的甲烷排放变化是微不足道的。这是一个好消息,说明当下的气候变化并没有严重影响全球甲烷循环。”“但是在持续的变暖之下,这种状况会持续吗?”黑曼继续自问自答,“我们不知道。”
一些科学家与肯尼迪等人持有不同的观点,他们认为甲烷的释放并不是灾难性的。美国芝加哥大学的地球科学教授大卫·阿彻(DavidArcher)指出,大部分甲烷水合物都深埋在地下和海洋里,那些地方人为造成的升温和甲烷的释放都会是在千年尺度里发生的事情。
他认为甲烷带来的影响是“长期的但并非灾难性的”。他在一篇文章中写道,“从地质的时间尺度来说,可以想象的是甲烷水合物会向大气和海洋中释放的碳与我们化石燃料燃烧所释放的一样多。”
楼上都有复制或部分复制我在其他问题中的回答呀。没有计算公式!这是根据物质特性和观测统计给定的值,就好比物质的密度、比热,这些是物质的属性参数,不是通过计算得来的!再说的具体点,是根据其在大气中存在和转化的周期及其分解的难易程度确定的。IPCC第二次科学评估报告给定甲烷的增温潜力值(GWP)是二氧化碳的21倍,其中二氧化碳的GWP值规定为1;IPCC最新的科学评估报告给定甲烷的增温潜力值(GWP)是二氧化碳的25倍,其中二氧化碳的GWP值规定为1.
在促进全球变暖上,除了二氧化碳这个“罪魁祸首”,甲烷也“功不可没”。然而,我们却对大气中甲烷的浓度变化知之甚少。 利用日本碳监测卫星的甲烷观测数据,中科院大气物理研究所等单位的研究人员对2010-2019年的甲烷排放进行了深入研究。他们发现,2010-2019年热带陆地的甲烷排放对全球甲烷浓度增加的贡献超过了80%,并首次提出海洋表面温度变化可用于预测全球大气甲烷变化。相关研究成果3月16日在线发表于《自然-通讯》杂志。 甲烷在自然界的分布非常广泛,是天然气、沼气的主要成分。甲烷的排放源主要分为人为源和自然源,其中人为源主要包括煤炭和油气开采、农业生产以及牲畜和垃圾填埋等;自然源包括湿地、内陆淡水、生物质燃烧、地质渗漏和冻土等。 除了二氧化碳,甲烷是造成全球变暖的第二大人为因素。与二氧化碳在大气中约百年的滞留时间相比,甲烷的“寿命”要短得多,其生命周期仅有8-11年。 然而,甲烷是一种比二氧化碳对大气影响更大的温室气体,与二氧化碳相比,相同质量的甲烷导致的变暖强度远高于二氧化碳。 “在20年这个时间尺度内,甲烷导致的增温强度是二氧化碳的84倍。”论文作者之一、中科院大气物理所研究员刘毅说,因此,相较于控制二氧化碳来说,减排甲烷能够在较短时间内实现抑制全球升温过快的目的。 工业革命以来,大气中的甲烷浓度增加了一倍多,甲烷加倍所产生的温室效应在全球变暖中贡献了约20%。 热带是甲烷的主要排放源地,其甲烷排放量约占全球排放总量的60%。但是,“我们发现,热带在2010-2019年的甲烷排放对同时期全球大气甲烷浓度增长变化的贡献可达84%。”刘毅强调。 与此同时,“如何利用现有的观测预报手段预测大气甲烷浓度变化?这个问题比较困难,目前这方面还是一个研究的薄弱环节。”刘毅指出。 利用日本碳监测卫星(GOSAT)甲烷柱浓度反演数据和温室气体地面监测网(NOAA/GML)的甲烷浓度站点观测数据,结合碳同化模型采用天地一体化新方法,研究人员首次发现,海洋表面温度变化与南美热带地区和非洲中部的甲烷排放变化之间存在强季节相关性。 “我们认为,当前的海温预报可用于帮助预测全球大气甲烷的变化。”论文第一作者、英国爱丁堡大学地球科学学院冯量博士说。 甲烷排放在我国温室气体减排整体格局中具有重要地位,然而,“目前国际上对我国甲烷排放及其变化问题仍未达成共识,未来研究团队将进一步利用多平台观测数据提供更加精确的中国甲烷排放评估结果,为我国实现‘双碳’目标提供科学和技术支持。”刘毅说道。
一、红外辐射的产生及其性质红外辐射是由于物体(固体、液体和气体)内部分子的转动及振动而产生的。这类振动过程是物体受热而引起的,只有在绝对零度(℃)时,一切物体的分子才会停止运动。所以在绝对零度时,没有一种物体会发射红外线。换言之,在一般的常温下,所有的物体都是红外辐射的发射源。例如火焰、轴承、汽车、飞机、动植物甚至人体等都是红外辐射源。红外线和所有的电磁波一样,具有反射、折射、散射、干涉及吸收等性质,但它的特点是热效应非常大,红外线在真空中传播的速度c=3×108m/s,而在介质中传播时,由于介质的吸收和散射作用使它产生衰减。红外线的衰减遵循如下规律 (9-2-1)式中,I为通过厚度为x的介质后的通量;I0为射到介质时的通量;e为自然对数的底;K为与介质性质有关的常数。金属对红外辐射衰减非常大,一般金属材料基本上不能透过红外线;大多数的半导体材料及一些塑料能透过红外线;液体对红外线的吸收较大,例如厚l(mm)的水对红外线的透明度很小,当厚度达到lcm时,水对红外线几乎完全不透明了;气体对红外辐射也有不同程度的吸收,例如大气(含水蒸汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等)就存在不同程度的吸收,它对波长为1~5μm,8~14μm之间的红外线是比较透明的,对其他波长的透明度就差了。而介质的不均匀,晶体材料的不纯洁,有杂质或悬浮小颗粒等,都会引起对红外辐射的散射。实践证明,温度愈低的物体辐射的红外线波长愈长。由此在工业上和军事上根据需要有选择地接收某一范围的波长,就可以达到测量的目的。 二、红外传感器的组成:我们先看看红外系统的组成、主要光学系统和辅助光学系统,在此基础上对红外的关键元件进行详细的探讨。其实,红外传感器的工作原理并不复杂,一个典型的传感器系统各部分工作原理(如图所示): 三、红外传感系统的分类:红外传感系统是用红外线为介质的测量系统,按照功能能够分成五类:(1)辐射计,用于辐射和光谱测量;(2)搜索和跟踪系统,用于搜索和跟踪红外目标,确定其空间位置并对它的运动进行跟踪;(3)热成像系统,可产生整个目标红外辐射的分布图象;(4)红外测距和通信系统;(5)混合系统,是指以各类系统中的两个或者多个的组合。四、红外传感器工作原理:(1)待侧目标。根据待侧目标的红外辐射特性可进行红外系统的设定。(2)大气衰减。待测目标的红外辐射通过地球大气层时,由于气体分子和各种气体以及各种溶胶粒的散射和吸收,将使得红外源发出的红外辐射发生衰减。(3)光学接收器。它接收目标的部分红外辐射并传输给红外传感器。相当于雷达天线,常用是物镜。(4)辐射调制器。对来自待测目标的辐射调制成交变的辐射光,提供目标方位信息,并可滤除大面积的干扰信号。又称调制盘和斩波器,它具有多种结构。(5)红外探测器。这是红外系统的核心。它是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器,多数情况下是利用这种相互作用所呈现出来的电学效应。此类探测器可分为光子探测器和热敏感探测器两大类型。(6)探测器制冷器。由于某些探测器必须要在低温下工作,所以相应的系统必须有制冷设备。经过制冷,设备可以缩短响应时间,提高探测灵敏度。(7)信号处理系统。将探测的信号进行放大、滤波,并从这些信号中提取出信息。然后将此类信息转化成为所需要的格式,最后输送到控制设备或者显示器中。(8)显示设备。这是红外设备的终端设备。常用的显示器有示波器、显象管、红外感光材料、指示仪器和记录仪等。
甲烷检测中采用红外传感器比较好,使用寿命长。
生物传感器的研究现状及应用摘要:简述了生物传感器尤其是微生物传感器近年来在发酵工业及环境监测领域中的研究与应用,对其发展前景及市场化作了预测及展望。生物电极是以固定化生物体组成作为分子识别元件的敏感材料,与氧电极、膜电极和燃料电极等构成生物传感器,在发酵工业、环境监测、食品监测、临床医学等方面得到广泛的应用。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展,生物传感器在市场上具有极强的竞争力。 关键词:生物传感器;发酵工业;环境监测。中图分类号: 文献标识码:a 文章编号:1006-883x(2002)10-0001-06一、 引言 从1962年,clark和lyons最先提出生物传感器的设想距今已有40 年。生物传感器在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。在最初15年里,生物传感器主要是以研制酶电极制作的生物传感器为主,但是由于酶的价格昂贵并不够稳定,因此以酶作为敏感材料的传感器,其应用受到一定的限制。近些年来,微生物固定化技术的不断发展,产生了微生物电极。微生物电极以微生物活体作为分子识别元件,与酶电极相比有其独到之处。它可以克服价格昂贵、提取困难及不稳定等弱点。此外,还可以同时利用微生物体内的辅酶处理复杂反应。而目前,光纤生物传感器的应用也越来越广泛。而且随着聚合酶链式反应技术(pcr)的发展,应用pcr的dna生物传感器也越来越多。二、 研究现状及主要应用领域 1、 发酵工业各种生物传感器中,微生物传感器最适合发酵工业的测定。因为发酵过程中常存在对酶的干扰物质,并且发酵液往往不是清澈透明的,不适用于光谱等方法测定。而应用微生物传感器则极有可能消除干扰,并且不受发酵液混浊程度的限制。同时,由于发酵工业是大规模的生产,微生物传感器其成本低设备简单的特点使其具有极大的优势。(1). 原材料及代谢产物的测定微生物传感器可用于原材料如糖蜜、乙酸等的测定,代谢产物如头孢霉素、谷氨酸、甲酸、甲烷、醇类、青霉素、乳酸等的测定。测量的原理基本上都是用适合的微生物电极与氧电极组成,利用微生物的同化作用耗氧,通过测量氧电极电流的变化量来测量氧气的减少量,从而达到测量底物浓度的目的。在各种原材料中葡萄糖的测定对过程控制尤其重要,用荧光假单胞菌(psoudomonas fluorescens)代谢消耗葡萄糖的作用,通过氧电极进行检测,可以估计葡萄糖的浓度。这种微生物电极和葡萄糖酶电极型相比,测定结果是类似的,而微生物电极灵敏度高,重复实用性好,而且不必使用昂贵的葡萄糖酶。当乙酸用作碳源进行微生物培养时,乙酸含量高于某一浓度会抑制微生物的生长,因此需要在线测定。用固定化酵母(trichosporon brassicae),透气膜和氧电极组成的微生物传感器可以测定乙酸的浓度。此外,还有用大肠杆菌()组合二氧化碳气敏电极,可以构成测定谷氨酸的微生物传感器,将柠檬酸杆菌完整细胞固定化在胶原蛋白膜内,由细菌―胶原蛋白膜反应器和组合式玻璃电极构成的微生物传感器可应用于发酵液中头孢酶素的测定等等。(2). 微生物细胞总数的测定在发酵控制方面,一直需要直接测定细胞数目的简单而连续的方法。人们发现在阳极表面,细菌可以直接被氧化并产生电流。这种电化学系统已应用于细胞数目的测定,其结果与传统的菌斑计数法测细胞数是相同的[1]。(3). 代谢试验的鉴定传统的微生物代谢类型的鉴定都是根据微生物在某种培养基上的生长情况进行的。这些实验方法需要较长的培养时间和专门的技术。微生物对底物的同化作用可以通过其呼吸活性进行测定。用氧电极可以直接测量微生物的呼吸活性。因此,可以用微生物传感器来测定微生物的代谢特征。这个系统已用于微生物的简单鉴定、微生物培养基的选择、微生物酶活性的测定、废水中可被生物降解的物质估计、用于废水处理的微生物选择、活性污泥的同化作用试验、生物降解物的确定、微生物的保存方法选择等[2]。2、 环境监测(1). 生化需氧量的测定生化需氧量(biochemical oxygen demand ?bod)的测定是监测水体被有机物污染状况的最常用指标。常规的bod测定需要5天的培养期,操作复杂、重复性差、耗时耗力、干扰性大,不宜现场监测,所以迫切需要一种操作简单、快速准确、自动化程度高、适用广的新方法来测定。目前,有研究人员分离了两种新的酵母菌种spt1和spt2,并将其固定在玻璃碳极上以构成微生物传感器用于测量bod,其重复性在±10%以内。将该传感器用于测量纸浆厂污水中bod的测定,其测量最小值可达2 mg/l,所用时间为5min[3]。还有一种新的微生物传感器,用耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料,在高渗透压下可以正常工作。并且其菌株可长期干燥保存,浸泡后即恢复活性,为海水中bod的测定提供了快捷简便的方法[4]。 除了微生物传感器,还有一种光纤生物传感器已经研制出来用于测定河水中较低的bod值。该传感器的反应时间是15min,最适工作条件为30°c,ph=7。这个传感器系统几乎不受氯离子的影响(在1000mg/l范围内),并且不被重金属(fe3+、cu2+、mn2+、cr3+、zn2+)所影响。该传感器已经应用于河水bod的测定,并且获得了较好的结果[4]。现在有一种将bod生物传感器经过光处理(即以tio2作为半导体,用6 w灯照射约4min)后,灵敏度大大提高,很适用于河水中较低bod的测量[5]。同时,一种紧凑的光学生物传感器已经发展出来用于同时测量多重样品的bod值。它使用三对发光二极管和硅光电二极管,假单胞细菌(pseudomonas fluorescens)用光致交联的树脂固定在反应器的底层,该测量方法既迅速又简便,在4℃下可使用六周,已经用于工厂废水处理的过程中[5]。(2). 各种污染物的测定常用的重要污染指标有氨、亚硝酸盐、硫化物、磷酸盐、致癌物质与致变物质、重金属离子、酚类化合物、表面活性剂等物质的浓度。目前已经研制出了多种测量各类污染物的生物传感器并已投入实际应用中了。测量氨和硝酸盐的微生物传感器,多是用从废水处理装置中分离出来的硝化细菌和氧电极组合构成。目前有一种微生物传感器可以在黑暗和有光的条件下测量硝酸盐和亚硝酸盐(nox-),它在盐环境下的测量使得它可以不受其他种类的氮的氧化物的影响。用它对河口的nox-进行了测量,其效果较好[6]。硫化物的测定是用从硫铁矿附近酸性土壤中分离筛选得到的专性、自养、好氧性氧化硫硫杆菌制成的微生物传感器。在ph=、31℃时一周测量200余次,活性保持不变,两周后活性降低20%。传感器寿命为7天,其设备简单,成本低,操作方便。目前还有用一种光微生物电极测硫化物含量,所用细菌是,与氢电极连接构成[7]。最近科学家们在污染区分离出一种能够发荧光的细菌,此种细菌含有荧光基因,在污染源的刺激下能够产生荧光蛋白,从而发出荧光。可以通过遗传工程的方法将这种基因导入合适的细菌内,制成微生物传感器,用于环境监测。现在已经将荧光素酶导入大肠杆菌()中,用来检测砷的有毒化合物[8]。水体中酚类和表面活性剂的浓度测定已经有了很大的发展。目前,有9种革兰氏阴性细菌从西西伯利亚石油盆地的土壤中分离出来,以酚作为唯一的碳源和能源。这些菌种可以提高生物传感器的感受器部分的灵敏度。它对酚的监测极限为5 ´10-9mol。该传感器工作的最适条件为:ph=、35℃,连续工作时间为30h[9]。还有一种假单胞菌属(pseudomonas rathonis)制成的测量表面活性剂浓度的电流型生物传感器,将微生物细胞固定在凝胶(琼脂、琼脂糖和海藻酸钙盐)和聚乙醇膜上,可以用层析试纸gf/a,或者是谷氨酸醛引起的微生物细胞在凝胶中的交联,长距离的保持它们在高浓度表面活性剂检测中的活性和生长力。该传感器能在测量结束后很快的恢复敏感元件的活性[10]。还有一种电流式生物传感器,用于测定有机磷杀虫剂,使用的是人造酶。利用有机磷杀虫剂水解酶,对硝基酚和二乙基酚的测量极限为100´10-9mol,在40℃只要4min[11]。还有一种新发展起来的磷酸盐生物传感器,使用丙酮酸氧化酶g,与自动系统cl-fia台式电脑结合,可以检测(32~96)´10-9mol的磷酸盐,在25°c下可以使用两周以上,重复性高[12]。最近,有一种新型的微生物传感器,用细菌细胞作为生物组成部分,测定地表水中壬基酚(nonyl-phenol etoxylate --np-80e)的含量。用一个电流型氧电极作传感器,微生物细胞固定在氧电极上的透析膜上,其测量原理是测量毛孢子菌属(trichosporum grablata)细胞的呼吸活性。该生物传感器的反应时间为15~20min,寿命为7~10天(用于连续测定时)。在浓度范围内,电信号与np-80e浓度呈线性关系,很适合于污染的地表水中分子表面活性剂的检测[13]。除此之外,污水中重金属离子浓度的测定也是不容忽视的。目前已经成功设计了一个完整的,基于固定化微生物和生物体发光测量技术上的重金属离子生物有效性测定的监测和分析系统。将弧菌属细菌(vibrio fischeri)体内的一个操纵子在一个铜诱导启动子的控制下导入产碱杆菌属细菌(alcaligenes eutrophus (ae1239))中,细菌在铜离子的诱导下发光,发光程度与离子浓度成正比。将微生物和光纤一起包埋在聚合物基质中,可以获得灵敏度高、选择性好、测量范围广、储藏稳定性强的生物传感器。目前,这种微生物传感器可以达到最低测量浓度1´10-9mol[14]。还有一种专门测量铜离子的电流型微生物传感器。它用酒酿酵母(saccharomyces cerevisiae)重组菌株作为生物元件,这些菌株带有酒酿酵母cup1基因上的铜离子诱导启动子与大肠杆菌lacz基因的融合体。其工作原理,首先是cup1启动子被cu2+诱导,随后乳糖被用作底物进行测量。如果cu2+存在于溶液中,这些重组体细菌就可以利用乳糖作为碳源,这将导致这些好氧细胞需氧量的改变。该生物传感器可以在浓度范围()´10-3mol范围内测定cuso4溶液。目前已经将各类金属离子诱导启动子转入大肠杆菌中,使得大肠杆菌会在含有各种金属离子的的溶液中出现发光反应。根据它发光的强度可以测定重金属离子的浓度,其测量范围可以从纳摩尔到微摩尔,所需时间为60~100min[15][16]。用于测量污水中锌浓度的生物传感器也已经研制成功,使用嗜碱性细菌alcaligenes cutrophus,并用于对污水中锌的浓度和生物有效性进行测量,其结果令人满意[17]。估测河口出水流污染情况的海藻传感器是由一种螺旋藻属蓝细菌( cyanobacterium spirlina subsalsa)和一个气敏电极构成的。通过监测光合作用被抑制的程度来估测由于环境污染物的存在而引起水的毒性变化。以标准天然水为介质,对三种主要污染物(重金属、除草剂、氨基甲酸盐杀虫剂)的不同浓度进行了测定,均可监测到它们的有毒反应,重复性和再生性都很高[18]。近来由于聚合酶链式反应技术(pcr)的迅猛发展及其在环境监测方面的广泛应用,不少科学家开始着手于将它与生物传感器技术结合应用。有一种应用pcr技术的dna压电生物传感器,可以测定一种特殊的细菌毒素。将生物素酰化的探针固定在装有链酶抗生素铂金表面的石英晶体上,用1´10-6mol的盐酸可以使循环式测量在同一晶体表面进行。用细菌中提取的dna样品进行同样的杂交反应并由pcr放大,产物为气单胞菌属(aeromonas hydrophila)的一种特殊基因片断。这种压电生物传感器可以鉴别样品中是否含有这种基因,这为从水样中检测是否含带有这种病原的各种气单胞菌提供了可能[19]。还有一种通道生物传感器可以检测浮游植物和水母等生物体产生的腰鞭毛虫神经毒素等毒性物质,目前已经能够测量在一个浮游生物细胞内含有的极微量的psp毒素[20]。dna传感器也在迅速的得到应用,目前有一种小型化dna生物传感器,能将dna识别信号转换为电信号,用于测量水样中隐孢子和其他水源传染体。该传感器着重于改进核酸的识别作用和加强该传感器的特异性和灵敏性,并寻求将杂交信号转化为有用信号的新方法,目前研究工作为识别装置和转换装置的一体化[21]。微藻素是一种从蓝藻细菌引起的水华中产生的细菌肝毒素,一种固定有表面细胞质粒基因组的生物传感器已经制得,用于测量水中微藻素的含量,它直接的测量范围是50~1000 ´10-6g/l[22]。 一种基于酶的抑制性分析的多重生物传感器用于测量毒性物质的设想也已经提出。在这种多重生物传感器中,应用了两种传导器―对ph敏感的电子晶体管和热敏性的薄膜电极,以及三种酶―尿素酶、乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶。该生物传感器的性能已经得到测试,效果较好[23]。除了发酵工业和环境监测,生物传感器还深入的应用于食品工程、临床医学、军事及军事医学等领域,主要用于测量葡萄糖、乙酸、乳酸、乳糖、尿酸、尿素、抗生素、谷氨酸等各种氨基酸,以及各种致癌和致变物质。三、 讨论与展望 美国的harold 指出,生物传感器商品化要具备以下几个条件:足够的敏感性和准确性、易操作、价格便宜、易于批量生产、生产过程中进行质量监测。其中,价格便宜决定了传感器在市场上有无竞争力。而在各种生物传感器中,微生物传感器最大的优点就是成本低、操作简便、设备简单,因此其在市场上的前景是十分巨大和诱人的。相比起来,酶生物传感器等的价格就比较昂贵。但微生物传感器也有其自身的缺点,主要的缺点就是选择性不够好,这是由于在微生物细胞中含有多种酶引起的。现已有报道加专门抑制剂以解决微生物电极的选择性问题。除此之外,微生物固定化方法也需要进一步完善,首先要尽可能保证细胞的活性,其次细胞与基础膜结合要牢固,以避免细胞的流失。另外,微生物膜的长期保存问题也待进一步的改进,否则难于实现大规模的商品化。 总之,常用的微生物电极和酶电极在各种应用中各有其优越之处。若容易获得稳定、高活性、低成本的游离酶,则酶电极对使用者来说是最理想的。相反的,若生物催化需经过复杂途径,需要辅酶,或所需酶不宜分离或不稳定时,微生物电极则是更理想的选择。而其他各种形式的生物传感器也在蓬勃发展中,其应用也越来越广泛。随着固定化技术的进一步完善,随着人们对生物体认识的不断深入,生物传感器必将在市场上开辟出一片新的天地。--------------------------------------------------------------------------------参考文献[1]韩树波,郭光美,李新等.伏安型细菌总数生物传感器的研究与应用[j].华夏医学,2000,63(2):49-52 [2]蔡豪斌.微生物活细胞检测生物传感器的研究[j]. 华夏医学,2000,13(3):252-256[3] trosok sp, driscoll bt, luong jht mediated microbial biosensor using a novel yeast strain for wastewater bod measurement[j]. applied micreobiology and biotechnology,2001, 56 (3-4): 550-554 [4] 张悦,王建龙,李花子等.生物传感器快速测定bod在海洋监测中的应用[j].海洋环境科学,2001,20(1):50-54[5] yoshida n, mcniven sj, yoshida a, compact optical system for multi-determination of biochemical oxygen demand using disposable strips[j]. field analytical chemistry and technology,2001,5 (5): 222-227[6] meyer rl, kjaer t, revsbech np. use of nox- microsensors to estimate the activity of sediment nitrification and nox- consumption along an 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如果满意再追加100分。 2009-03-22 19:31可以再充分点吗?谢谢了
1.铠甲发展:中国古代铠甲介绍中国古代铠甲,由于材料、保存上的问题,能够完整保存至今的很少西周铠甲,大部分只能根据史籍和出土的零碎来推测研究。中国古代基本使用札甲,年代久一点,连接铠甲的麻绳或皮条就会腐烂,造成保存不易。而欧洲铠甲除了本身材料特点易于保存外,还因为有很多盔甲都是家族世代保存的,所以流传下来的也不少,再加上现在盔甲成为高档装饰品,更加深了现代西方人对盔甲的兴趣。 锁子甲在中国古代又称“环锁铠”。一般由铁丝或铁环套扣缀合成衣状,每环与另四个环相套扣,形如网锁。由西域传入中国,最早记载见于《先帝赐臣铠表》。《晋书.吕光载记》描述此类铠甲“铠如环锁,射不可入。”唐代极为盛行,并将此甲列为13种甲制之一,明代和清代还仍有沿用。金甲古代所谓“金甲”东西方都有,是贵族为了显耀身份在铠甲上镀金而已。至于金丝甲,与其防护原理相似的应该是锁子甲,属于柔性铠甲,优点是透气性好,绝对重量小,缺点是防护能力差,不能抵挡大力的打击和刺击。 我国古代的盔甲并不轻。在宋代,欧洲锁子甲的重量不过15公斤,15世纪时的哥特式全身甲也只有20 公斤。虽然17世纪最重的盔甲达到了42公斤,但普通的重型四分之三甲也只是在20——30公斤的范围内。以重量而言,中国宋代的步人甲(步兵铠甲)是中国历史上最重的铠甲,根据《武经总要》记载,北宋步人甲由铁质甲叶用皮条或甲钉连缀而成,属于典型的札甲。其防护范围包括全身,以防护范围而言,是最接近欧洲重甲的中国铠甲,但是也没达到欧洲重甲那种密不透风般的防护程度。 根据宋绍兴四年(1134)年的规定,步人甲由1825枚甲叶组成,总重量达29KG,同时可通过增加甲叶数量来提高防护力,但是重量会进一步上升。为此,皇帝亲自赐命,战国铠甲规定步兵铠甲以为限。此后,又把长枪手的铠甲重量定为32-35KG;由于弓箭手经常卷入近战格斗,其铠甲定为28-33KG;而弩射手的铠甲定为22-27KG。同时期的欧洲步骑兵的铠甲类型还以锁子甲为主,没有达到如此的重量。 绍兴十年前后,是宋朝军队最强大的时期。名将岳飞、韩世忠等,率领以铁甲、长枪强弩为主要装备的重步兵,以密集阵容屡屡击败女真族金朝骑兵。包括兵器在内,当时宋军重步兵的负荷高达40-50KG,由于装备过重,机动性受到影响,如绍兴十一年(1141)的祏皋战役,以步兵为主力的宋军,由于身被重甲,加上过于长大的兵器,负荷过重,因为未能全歼已溃不成军的金朝骑兵。 从出土的实物来看,古代战甲,多以犀牛、鲨鱼等皮革制成,上施彩绘;皮甲由甲身、甲袖和甲裙组成;甲片的编缀方法,横向均左片压右片,纵向均为下排压上排;胄也是用十八片甲片编缀起来的。除皮甲之外,商周时期的战甲还有“练甲”和“铁甲”。练甲时间较早,大多以缣帛夹厚绵制作,属布甲范畴。铁甲出现于战国中期,它的前身为青铜甲,是一种比较简单的兽面壮胸甲。战国时期的铁甲通常以铁片制成鱼鳞或柳叶形状的甲片,经过穿组联缀而成。商代铠甲商代的铠甲多为皮甲和布甲,覆盖身体商代武士的重要部位,就防御力来说是比较差的。衣、裳、舄是根据广汉商代祭祀吭出土青铜像和石边璋线刻人像复原,胄采用江西薪干县商墓出土。秦代铠甲秦将军铠甲:这种铠甲为临阵指挥的将官所穿。胸前、背后未缀甲片,皆绘几何形彩色花纹,似以一种质地坚硬的织锦制成,也有可能用皮革做成后绘上图案。甲衣的形状,前胸下摆呈尖角形,后背下摆呈平直形,周围留有宽边,也用织锦或皮革制成,上有几何形花纹。整件甲衣前长97厘米,后长55厘米。胸部以下,背部中央和后腰等处,都缀有小型甲片。全身共有甲片一百六十片,甲片形状为四方形,每边宽大处理厘米。甲片的固定方法,用皮条或牛筋穿组,呈“V”字形并钉有铆钉。另在两肩装有类似皮革制作的披膊,胸背及肩部等处还露出彩带结头。秦代兵士铠甲:这是秦兵俑中最为常见的铠甲样式,是普通战士的装束,这类铠甲有如下特点,胸部的甲片都是上片压下片,腹部的甲片,都是下片压上片,以便于活动。从胸腹正中的中线来看,所有甲片都由中间向两侧叠压,肩部甲片的组合与腹部相同。在肩部、腹部和颈下周围的甲片都秦将军铠甲用连甲带连接,所有甲片上都有甲钉,其数或二或三或四不等,最多者不超过六枚。甲衣的长度,前后相等。皆为64厘米,其下摆一般多呈圆形,周围不另施边缘。秦骑兵铠甲:秦朝时,骑兵所占比例很少(1:100)常常担任突击、迂回、断粮、追击等任务,疾呼不传甲,同时为加强主力部队的的机动性,也改良了战车 ,减轻了其重量 将车骑编组在一起,使“轻车锐骑”配合战斗。骑兵部队从属于作为全军主力的战车部队,保护战车部队的侧翼。汉甲(在防护装具方面,使用了铁甲片编缀成的铠甲和兜鍪,以及铁盾。皮制甲胄仍在使用,但已退居辅助地位)汉骑兵甲:汉初的骑兵已经自成方阵,具有独立的战斗力,但在着装方面与步兵区别不大,大多还是足踏麻鞋(没有马靴),也未有马鞍(只有厚垫)和马镫,只有一部分骑兵披甲(占8%)。汉步兵 将军甲:西汉时期的铁铠经历了由粗至精的发展过程,从用较大的长条形的甲片(又称甲札)编的札甲,逐渐发展为用较小的甲片编的鱼鳞甲;由仅保护胸、背的形式,发展到加有保护肩臂的“披膊”及保护腰胯的“垂缘”。随着钢铁加工技术的提高,铠甲的精坚程度日益提高,类型也日益繁多,其防护身躯的部位逐渐加大,功能日益完备。三国时期铠甲骑兵 将军铠甲:三国后期流行的护身铠甲,是一种叫「筩袖铠」的铠甲。「筩袖铠」,顾名思义,它是「桶状」而「带袖」,像是一袭现代的短袖套衫,由一片片的钢片编成,因为带着短袖,可以连带保护士兵的上臂与腋下。在汉代刘胜墓(注一)中有出土了一套类似的铠甲,不过汉代的铠甲胸前开襟,可以左右打开,穿戴方式就像西式衬衫。而三国的「筩袖铠」为了增加防护力,胸前不开襟,所以穿得时候要像现代穿T恤一样从头套入。 「筩袖铠」的材料也特别讲究,可能是将薄钢片反复折迭锻打做出的坚轫「百炼钢」钢片,这个技术到今日仍在使用。所以说,当时的百炼钢技术应该大幅增加了铠甲的防护力。此外,骑兵专用的筩袖铠还附有「腿裙」,可以保护骑兵的腿部。 除了「筩袖铠」外,三国初期也开始出现其它型制的铠甲,以曹植的《先帝赐臣铠表》为例,文中就提到了「黑光铠」、「明光铠」、「两当铠」、「环锁铠」、「马铠」等五种。因为这五种铠甲主要流行于南北朝,部份还一直流行至唐朝,所以学者推测,三国时代可能已出现了上述新的铠甲,只是制作费时又花钱,只有王公贵族才穿戴得起,直到南北朝时才逐渐普遍流行于军队中。或许,便于在战马上厮杀的「两当铠」已经让三国末期的骑兵小规模穿戴了。步兵甲:蜀国西南边陲兀突骨拥有一支英勇善战的藤甲步兵,所装备的藤甲刀枪不入。南北朝时期骑兵的铠甲:南北朝前期以两当铠为主,后期以明光铠为主;战马的防护是完备的“具装铠”,由面帘、鸡颈、当胸、马身甲、搭后和寄生构成。人铠和马具装都以铁质为主,皮质为辅,并配套使用,人用铁铠,马亦披铁具装,或都用皮甲,色彩也是相同的。同“甲骑具装”——重装骑兵的大量使用相适应,进攻性兵器也有些变化。魏晋北朝时期的铠甲主要有筩袖铠、两裆铠和明光铠。“明光铠”一词的来源,据说与胸前和背后的圆护有关。因为这种圆护大多以铜铁等金属制成,并且打磨的极光,颇似镜子。在战场上穿明光铠,由于太阳的照射,将会发出耀眼的“明光”,故名。这种铠甲的样式很多,而且繁简不一:有的只是在裲裆的基础上前后各加两块圆护,有的则装有护肩、护膝,复杂的还有数重护肩。身甲大多长至臀部,腰间用皮带系束。左面陶俑是戴兜鍪、穿明光铠的武将;右面是明光铠穿戴展示。步兵的铠甲:南北朝时期的步兵不如甲骑具装受重视,从有关图象材料看,常是轻装而缺少铠甲唐甲唐代步兵甲:唐代胄甲,用于实战的,主要是铁甲和皮甲。除铁甲和皮甲之外,唐代铠甲中比铠甲秦代弓箭手较常用的,还有绢布甲。绢布甲是用绢布一类纺织品制成的铠甲,它结构比较轻巧,外形美观,但没有防御能力,故不能用于实战只能作为武将平时服饰或仪仗用的装束。唐代骑兵 将军甲:据《唐六典》记载,有明光、光要、细鳞、山文、鸟锤、白布、皂娟、布背、步兵、皮甲、木甲、锁子、马甲等十三种。其中明光、光要、锁子、山文、鸟锤、细鳞甲是铁甲,后三种是以铠甲甲片的式样来命名的。皮甲、木甲、白布、皂娟、布背,则是以制造材料命名。可见,锁子与山文是并列的两种铠甲。鱼鳞甲、罗圈甲、山文甲,这些甲都属于一种范畴,它们不是全身甲。但是,它们的某些防护能力是不同的,象山文甲,它的“倒丫”甲片中间凸两边凹,由多片甲片相互扣合成整片甲,这样甲表面形成无数的凹凸面,非常利于防箭。宋明两朝多装备此甲,甚至影响了民画艺术,民画中的武士都披此甲。唐军的铠甲抛弃了魏晋的具装铠,演变为以明光铠为代表的唐十三铠,重量更加轻,但是防御力却大大的提升。而且造型相当美观。五代十国铠甲五代时期在服饰方面基本沿袭唐末制度,明光甲已基本退出历史舞台,铠甲重又全南北朝明光铠用甲片编制,形制上变成两件套装。披膊与护肩联成一件;胸背甲与护腿连成另一件,以两根肩带前后系接,套于披膊护肩之上。另外五代继续使用皮甲,用大块皮革制成,并佩兜鍪及护项。图为五代时期穿铠甲及戎服的武士复原图。宋武士铠甲-步人甲(最重铠甲)在宋代,欧洲锁子甲的重量不过15公斤,15世纪时的哥特式全身甲也只有20公斤。虽然17世纪最重的盔甲达到了42公斤,但普通的重型四分之三甲也只是在20――30公斤的范围内。以重量而言,中国宋代的步人甲(步兵铠甲)是中国历史上最重的铠甲,根据《武经总要》记载,北宋步人甲由铁质甲叶用皮条或甲钉连缀而成,属于典型的札甲。其防护范围包括全身,以防护范围而言,是最接近欧洲重甲的中国铠甲,但是也没达到欧洲重甲那种密不透风般的防护程度。 总体根据宋绍兴四年(1134)年的规定,步人甲由1825枚甲叶组成,总重量达29KG,同时可通过增加甲叶数量来提高防护力,但是重量会进一步上升。为此,皇帝亲自赐命,规定步兵铠甲以为限。此后,又把长枪手的铠甲重量定为32-35KG;由于弓箭手经常卷入近战格斗,其铠甲定为28-33KG;而弩射手的铠甲定为22-27KG。同时期的欧洲步骑兵的铠甲类型还以锁子甲为主,没有达到如此的重量。 绍兴十年前后,是宋朝军队最强大的时期。名将岳飞、韩世忠等,率领以铁甲、长枪强弩为主要装备的重步兵,以密集阵容屡屡击败金朝骑兵。包括兵器在内,当时宋军重步兵的负荷高达40-50KG,由于装备过重,机动性受到影响,如绍兴十一年(1141)的?皋战役,以步兵为主力的宋军,由于身被重甲,加上过于长大的兵器,负荷过重,因而未能全歼已溃不成军的金朝骑兵。辽武士铠甲据《辽史》记载,辽在契丹国时,军队就已使用铠甲,主要采用的是唐末五代和宋的样式,以宋为主。铠甲的上部结构与宋代完全相同,只有腿裙明显比宋代的短,前后两块方形的鹘尾甲覆盖于腿裙之上,则保持了唐末五代的特点。铠甲护腹好象都用皮带吊挂在腹前,然后用腰带固定,这一点与宋代的皮甲相同,而胸前正中的大型圆护,是辽代特有的。辽代除用铁甲外也使用皮甲。契丹族的武官服装分为公服和常服两种,样式没有明显不同,都是盘领、窄袖长袍,与一般男子服饰相同,可能常服比官服略紧身一些。这两种都可作戎服。金武士铠甲早期的铠甲只有半身,下面是护膝;中期前后,铠甲很快完备起来,铠甲隋甲都有长而宽大的腿裙,其防护面积已与宋朝的相差无几,形式上也受北宋的影响。金代戎服袍为盘领、窄袖,衣长至脚面;戎服袍还可以罩袍穿在铠甲外面。西夏武士铠甲武士所穿铠甲为全身披挂,盔、披膊与宋代完全相同,身甲好象两裆甲,长及膝上,还是以短甲为主说明铠甲的制造毕竟比中原地区落后一些。西夏的官服为也可作戎服,如辽代的契丹服一样,两者无明显差别。由于西夏社会的封建程度不是很深,人与人之间的关系还是比较平等,以此在服饰上的等级观念不那么强。元武士铠甲元代铠甲有柳叶甲、有铁罗圈甲等。铁罗圈甲内层用牛皮制成同五代十国,外层为铁网甲,甲片相连如鱼鳞,箭不能穿透,制作极为精巧。另外还有皮甲、布面甲等。戎服只有一种本民族的服饰,即质孙服,样式为紧身窄袖的袍服,有交领和方领、长和短两种,长的至膝下,短的仅及膝。还有一种辫线袄与质孙服完全相同,只是下摆宽大、折有密裥,另在腰部缝以辫线制成的宽阔围腰,有的还钉有钮扣,俗称“辫线袄子” ,或称“腰线袄子”。这种服装也是元代的蒙古戎服,军队的将校和宫廷的侍卫、武士都可服用。明代胄甲明将军 骑兵甲:明代军士服饰有一种胖袄,其制:“长齐膝,窄袖,内实以棉花”,颜色所为红,所以又称“红胖袄”。骑士多穿对襟,以便乘马。服饰外形:明代胄甲作战用兜鍪,多用铜铁制造,很少用皮革。将官所穿铠甲,也以铜铁为之,甲片的形状, 多为“山”字纹,制作精密,穿着轻便。步兵甲:兵士穿锁子甲也称作链甲(chain armor,chain mail) ,是一种在铁器冷兵器时代出现的铠甲,是皮甲问世以来的一次重大革新。 十字军东征时,骑士们几乎全部披挂锁子甲。其重量大约13公斤。 用细小的铁环相套,形成一件连头套的长衣,罩在贴身的衣物外面。所有的重量都由肩膀承担,可以有效的防护刀剑枪矛等利器,所有的重量都由肩膀承担,可以有效的防护挥砍类利器的攻击,主要的作用还有对弓弩的防御,但威尔士长弓和中国连弩等强悍的弓弩还是可以侵彻贯穿锁子甲。最大缺点是柔软,锋利的剑猛地刺过来,就很难抵挡,如果是流星锤、狼牙棒这些重型武器大力砸下来,锁子甲就失效了。制作相当复杂繁琐,造价高昂。一般来讲,铁环越细小防护性能越好,每个铁环都要焊接相连,工作量可想而知。 在腰部以下,还配有铁网裙和网裤,足穿铁网靴。本图为明代武士复原图。图中后排左面穿红铠甲的人物,是根据敦煌市,山西省博物馆收藏、十三陵石刻与出土、山西浑源栗疏美墓石刻复原。前排左穿绒服的人物是根据《王琼事迹图》、《义列传》插图、湖北武当山金顶殿铜像、山西平遥镇国寺壁画等形象复原。前排右面人物穿的为明崇祯年间的盔甲。清代铠甲清代一般的盔帽,无论是用铁或用皮革制品,都在表面髹漆。盔帽前后左右各有一梁,额前正中突出一块遮眉,其上有舞擎及覆碗,碗上有形似酒盅的盔盘,盔盘中间竖有一根插缨枪、雕翎或獭尾用的铁或铜管。后垂石青等色的丝绸护领,护颈及护耳,上绣有纹样,并缀以铜或铁泡钉。铠甲分甲衣和围裳。甲衣肩上装有护肩,护肩下有护腋;另在胸辽武士铠甲前和背后个佩一块金属的护心镜,镜下前襟的接缝处另佩一块梯形护腹,名叫“前挡”。腰间左侧佩“左挡”,右侧不佩挡,留作佩弓箭囊等用。围裳分为左、右两幅,穿时用带系于腰间。在两幅围裳之间正中处,覆有质料相同的虎头蔽膝。此图为清代黄缎铜钉铜叶甲,但没有护心镜。清朝时,大量使用的铠甲是绵甲,是在坚厚的绵或绢的布料上镶嵌有铁片,并用铜钉固定的一钟铠甲。看上去,就像一件绵大衣一样。绵甲具有一定的防寒性,适合中国北方步骑兵使用,厚实的布料中密嵌着铁甲叶,对冷兵器和火器都有一定的防护能力。
春秋战国时期各诸侯国使用的武器主要是青铜兵器。据《战国军事史》记载,铁制兵器出现很早,商代时期,就已经将陨石中的铁加工后与青铜铸接在一起制造兵器。到战国时期,铁制兵器生产技术有很大提高,但青铜兵器的制造技术更为成熟。所以战国时期铁制兵器的使用并不普遍,多数士兵仍然使用青铜兵器,珍贵的铁制兵器属于贵族所有。武器的种类,战国时主要有戈、矛、戟、剑、弓、弩等武器,甲胄多位皮制,盾牌为皮制、木制。器分杀伤性和防护性。 杀伤性武器,春秋战国,主要是戈、矛、剑、戟、弓矢,还有殳、铍和弩。 防护性武器,主要是甲胄和盾。 武器有长短,剑是短兵,戈、矛、戟、殳是长兵。长兵本身,也有长短。短者,只有一米来长,不足身高;长者,为身高的一倍半,甚至两三倍,特别是车兵所用,长度必须超过马头,才能发挥实效。但长兵,很少超过身高的三倍。超过三倍就不好用了。这是近战的武器。 弓矢和弩是远程的武器。 下面做点介绍: (一)近战的杀伤性武器。 (1)剑。早期是匕首式短剑,来源是北方的草原地区,既是吃肉的餐具,也是护身的武器。剑和刀是一类,区别只在单刃和双刃。古人所谓“轻吕”、“径路”,就是这类刀剑。春秋末年,开始流行长剑。长剑,特别是质地精良的宝剑,反而出于南方,主要是吴、越和楚。长剑出,短剑也不废。长剑便于战斗,短剑利于护身,还可以搞恐怖刺杀,都是便于贴身使用的武器,故战国秦汉,武士往往身佩刀剑。 (2)戈。戈是勾兵,类似农器中的长镰。戈头,商代的戈是一字形,前有锋,下有刃(叫援),后有柄(叫内),类似短刀。周代的戈是丁字形,为了便于绑缚和固定,还增加了下垂的部分(叫胡)。 (3)矛。矛是刺兵,短矛叫,长矛叫锬,丈八长矛叫矟,即曹操横槊赋诗的槊。矛头,样子变化很多,和矢镞有类似性,可以比较研究。矛柄(叫柲)和戈柄(也叫柲)不同,戈是弧线打击,和斧柄一样,只有做成扁的,才利于控制锋刃打击的方向,矛只用于刺,柄是圆的,才方便。 (4)戟。戟是戈、矛合一的器物。戈、矛可以分铸,也可以合铸,还有把多个戈头装在一个柄上的例子。戟矛叫刺。战国晚期,戟的戈部,援、内左右上扬,都有刃,叫鸡鸣戟。戈、戟是和车战匹配,很有中国特色,但车战式微,随之衰亡,《武经总要前集》没有这类武器。 (5)殳。音shū,属于棒类,后世叫棒(《武经总要前集》卷十三)。它分三种,一种有锤状的铜箍和上出的矛刺;一种也有这两样,但锤状铜箍上还有旁出的刺,类似宋代的狼牙棒;还有一种完全不同,只有管状的铜头,无锋,曾侯乙墓的遣册叫“晋殳”。 (6)铍。音pī,是把短剑装在长柄上,类似现代的刺刀,后世叫枪(《武经总要前集》卷十三)。铍流行于战国时期,南北方都有,尤以赵、秦发现最多。这些发现,赵铍无镡,秦铍有之,古人把有镡的铍叫铩。 (二)远程的杀伤性武器。 (1)弓矢。古人叫长兵,是可以远距离杀伤的武器。弓矢最古老,旧石器时代就有。木石是最古老的武器,弓矢就是木石并用(当然,更原始的矢是木矢)。盛矢的器具叫箙,盛弓的器具叫韬。 (2)弩,是一种奇妙的发明,学者认为,可能是受捕兽器启发。我国,公元前4世纪,弩已流行。这种武器的起源地,可能在亚洲,特别是长江以南。欧洲使用弩,年代比较晚,学者怀疑,是从亚洲传入,早期线索,不太清楚,明确可考的,是10—11世纪的弩。这种晚期的弩,可能是从阿拉伯传入。弩和弓不同,它有弩臂置矢,弩机控弦,望山瞄准。过去,武举应试,要考张弓的臂力。但强弩,手拉脚踹肚子顶(即所谓蹶张),人力难以拉开,还使用带绞车的弩床。弩床,可以用一个弩机控制多个弩弓,叫连弩。连弩,射程远,准度高,对付北方民族的马队冲击,特别有效。现代的枪,就是弩的后裔,准星等于望山,扳机等于钩牙。火器出现,骑兵衰落,正是这种反制武器的延续。 (3)镞。镞即箭头,石器时代,所谓细石器,很多就是石镞。青铜时代用铜镞。后来,还有铁镞。镞多种多样,带骹的,带的,有翼的,无翼的,双刃的,三棱、四棱的,方的圆的,厚的薄的,各有各的用途。演习用的箭,前面是钝头,宋代叫扑头箭。 (三)防护性武器。 (1)甲。古代各国,都有自己的甲胄,大同小异。希腊、罗马的步兵,分重装步兵和轻装步兵。重装步兵,上身穿前后两片的铜甲:胸甲和背甲,好像乌龟壳,小腿上有胫甲,比较笨重;轻装步兵的甲,是用铜片缀合,比较轻便。这是最基本的两种。罗马人还使用锁子甲,一般认为,这种甲是来源于凯尔特人,但更早的来源是斯基泰人。它比第二种甲更轻,更适体。中世纪早期,欧洲流行锁子甲,这是带蛮风的甲,特点就是轻便。14—15世纪,情况转回去,骑士又改穿笨重的盔甲,各种铁制的盔甲(黑盔甲、白盔甲),把全身上下,每个部位都遮起来。我国也有这三类甲。第一类,叫两当铠,最早的样品是西周时期的。第二类,学者叫札甲(用甲札编缀,故名),发现最多。战国秦汉,出土发现,主要是曾、楚二国的皮甲(即革甲)。革是古代护具的主要材料,人用,马用,车也用。汉代的金缕玉衣,古人叫玉匣或玉柙,其实就是玉甲。铁甲,也叫玄甲,类似西方的黑盔甲。锁子甲,传入甚早,三国叫环锁甲,估计是从西方传入;唐代叫锁子甲,是从粟特进贡。另外,还有木甲、布甲和纸甲(南方,铁甲容易长锈,所以用这类甲)。古人把多层的布或纸缝在一起,或压塑成形,道理略同防弹衣。防弹衣,不是硬碰硬,而是以柔克刚,最高明。由于手制火器(枪)的出现,17世纪后,甲胄在欧洲被淘汰,但第一次世界大战发明钢盔(helmet),第二次世界大战发明防弹背心(bulletproof vest),还是盔甲(armor)的遗产。 (2)胄。即后世的头盔,有铜胄、革胄和铁胄。革胄和铁胄,出土发现的胄,有些也用甲札缀联。胄,也叫兜鍪。学者认为,兜鍪是突厥系统的外来语。 (3)盾。小者只能护臂,大者可以蔽身。长可蔽身的大盾,古人叫橹。这种橹和楼车、巢车类的橹(详下讲)不同,古人叫蔽橹(《六韬·龙韬·农器》)。攻城,冒矢石而上,小盾好。列阵对打,大盾好。盾,楚墓发现较多,如包山2号墓所出,分两种,一种是木盾,高92厘米左右,似宋代的步兵旁牌,但还不够大;一种是革盾,高度只有前者的一半。长可蔽身的大盾,没发现,但亚述宫殿的壁画上有。盾,汉代也叫彭排(《释名·释兵》),汉镜常把“四方”写成“四彭”或“四旁”,《资治通鉴·晋纪三十八》胡三省注已经指出,彭排就是宋代的旁排。宋代,盾分两种,一种长可蔽身,立在地上,叫步兵旁牌;一种施于臂上,叫骑兵旁牌(《武经总要前集》卷十三:廿三页)。旁牌和旁排一回事。今人把盾叫盾牌,是合并盾、牌为一词。盾牌,现已退出历史舞台,但防暴警察还用它,用防弹玻璃制成,躲在后面,可以看见前面。 (四)其他。还有很多,这里不能一一介绍。值得注意的是,古代武器,还有一些是仪卫所用,和实用武器不同。西方的权力象征物是权杖(mace),我国是钺。钺是大斧,本来是刑具(用于斩首或腰斩),而不是兵器,古代兵刑合一,往往用钺象征征伐的权力,我们不要把它当成李逵玩的板斧。 《孙子》没有谈到剑,也未涉及戈、殳和铍。 ——————————————————————————————————————————望采纳!!!!!!!!!
链甲,就是你看西方的那种好象用铁线编织的,跟毛线衣一样,只不过不是毛线,反正不是片。对,前几天看纳尼亚传奇,里面有些人就穿的那个。鳞甲,就是典型的中国的那种跟鱼鳞一样,一小片一小片,一片盖一片。锁甲,就是一小片一小片,比鳞甲厚,你也可以叫一小砣一小砣,他们不是一片盖一片,而是可以很明显地看到连接各片的线,你家里有“麻将席”么,就跟那种凉席一样锻甲,就是一大片一大片,你看三国演义的电视剧里那些不入流的角色穿的就是这种,(其实这个分类和其它的不是一个范畴,锻是指制造工艺,不是指样式)。板甲,就是一整片一整片,就是西方重盔武士拿个长东西决斗的时穿的那种环甲,就是一层层罩下来的那种,有层次感,一层是一围圈,你看西方动画片,经常有个摆着的空甲,没有人,就个光甲,但是能象个人一样立在那里,当猫和老鼠从那跑过去时,他突然活了,吓死个人,那个就是环甲了。
材料不同,制造方法不同
二氯甲烷沸点摄氏度,不溶于水,由于含有氯也不能使用焚烧法处理。目前常用的二氯甲烷废气处理主要为吸附回收法。大孔吸附树脂相对于活性炭和碳纤维具有比表面积大、不易着火、疏水性强等优点。一次目前主要用树脂来吸附脱附回收,详情可细聊。我的
二氯甲烷重蒸处理方法是将含有二氯甲烷的废水或废气通过加热和冷却等步骤进行分离、净化和回收的过程。具体步骤如下:1. 加入适量的碱性物质,使废水中的二氯甲烷转化为不易挥发的盐类。2. 将经过预处理后的废水送入蒸馏塔中,在高温下将其加热至沸点以上,使其中的二氯甲烷汽化。3. 通过冷凝器对蒸汽进行冷却,使其重新变成液态,并收集在容器中。4. 对收集到的液体进行进一步处理,去除杂质和残留物质,并提取出纯度较高的二氯甲烷。5. 回收利用已经净化好了的二氯甲烷作为工业原料或再生溶剂使用。
不是,二氯甲烷,分子式为CH2Cl2,下图为二氯甲烷分子结构,二氯甲烷是无色透明液体,常温下易挥发,有刺激性芬香气味。二氯甲烷分子结构二氯甲烷具有溶解能力强和毒性低的优点,微溶于水,是不可燃低沸点溶剂。因此在化工生产中应用非常广泛,作为原料,大量用于制造聚碳酸酯;作为反应介质,在制药等化学工业中用于制备氨苄青霉素、羟苄青霉素和先锋霉素等;作为有机溶剂,可用作有机合成萃取剂等。广泛的化工生产应用,使得这类废水中含有二氯甲烷,化工企业急需寻找二氯甲烷废水处理工艺,先来跟着小编看下二氯甲烷的环境数据,如下:沸点: ℃水中溶解度: mg/L通过以上数据得出二氯甲烷的特点:一是沸点较低,二是水中溶解度较低,三是与水的相对密度较大,因此,#二氯甲烷废水处理#可以采用下列方法:(1)沉降法:采用静置方式使二氯甲烷从水相中自然分离;(2)吹脱法:通过加热使二氯甲烷从废水中逸出;(3)沉淀法:在氧存在下,二烷基胺基黄原酸钠与二氯甲烷形成固体沉淀,而二烷基胺基黄原酸钠是在废水中加入二烷胺(如二乙胺,二丁胺等)、氢氧化钠、二硫化碳生成;以上三种方法,存在缺点:第一种水中还会有微量的二氯甲烷,第二种产生废气,第三种需要添加物质且产生固废,那有没有一种更好的方法去处理二氯甲烷废水呢,接着跟小编看第四种方法:4)生化法:可以应用蓝碧清生物菌,该复合菌群是专业针对化工行业废水处理的,通过了驯化、筛选和富集,由100多种微生物组成,其中就包括可降解二氯甲烷的甲基营养菌、氨氧化菌、硝酸盐还原细菌和假单胞杆菌属和放线菌科分枝杆菌属等。蓝碧清生物菌已经过多项含二氯甲烷化工废水的实验论证和工程应用,且效果很好,含二氯甲烷化工废水经蓝碧清生物菌生化处理后,均可实现达标排放。二氯甲烷废水处理:根据该厂提供的资料,本项目所处理的废水主要为生产废水和部分生活污水,废水排放量为800 m3/d.废水处理设施每天24 h连续运行,废水处理设计流量为 m3/h.设计进水水质及排放标准见表 1。废水经管网收集后首先进入格栅井,以去除废水中的漂流物和大颗粒杂质。格栅井出水进入调节池,进行水量水质均化调节。调节池出水由提升泵送至水解酸化池,进行酸化水解和硝化反硝化,以降低有机物浓度。水解酸化池出水自流进入接触氧化池进行好氧生化反应,在此绝大部分有机污染物通过生物氧化、吸附得以降解。接触氧化池出水经加药(PAC)后自流至沉淀池,固液分离后,上清液流入中间水池,再经投加药剂(PAM、ClO2)后提升至气浮设备,进一步去除污水中的有机物、悬浮杂质和有害病毒,降低污水色度。气浮装置出水再经过滤器处理,出水水质更佳,可确保出水达到回用要求。定期捞取由格栅截留下的杂物,装入小车倾倒至垃圾场。沉淀池中的污泥部分经回流泵回流至生物水解酸化池,另一部分污泥则进入污泥池;经气浮处理的浮渣也进入污泥池。污泥池中污泥由污泥脱水机进行浓缩,泥饼外运填埋。污泥池上清液回流至调节池再处理。目前工业废水生物处理广泛采用水解酸化/接触氧化法,其分为2个阶段:前一段在较高的有机负荷下,通过附着于填料上的大量不同种属的微生物群落共同参与下的生物降解和吸附作用,去除废水中的各种有机物质,使废水中的有机物含量大幅度降低;后一阶段在有机负荷较低的情况下,通过硝化菌的作用,在氧量充足的条件下降解废水中的氨氮,同时也使废水中的COD降到更低,使废水得以净化。接触氧化法以生物膜法为主,并兼有活性污泥法的特点。其特点:(1)单位体积生物量比活性污泥法多,因而有机负荷较高,接触时间短,处理效率高,有利于缩小处理构筑物容积,减少占地面积,节省基建投资;(2)污泥回流不会发生污泥膨胀,运行管理简便;(3)抗负荷冲击能力强,这种方法由于填料上生长着大量生物膜,对负荷变化适应性强,在间隙运行条件下,也有一定的功效,因此对于排水不均匀的废水更有实用意义;(4)挂膜培菌简单,一般15 d就可以挂膜,再经20 d左右驯化便可投入运行。
二氯甲烷废气回收系统包括二氯甲烷废气进管、预处理系统、冷凝系统和回收系统,二氯甲烷废气首经过预处理系统的冷凝器进行预降温处理;预降温处理后的二氯甲烷废气进入冷凝系统;冷处理后的二氯甲烷气体通过排气筒达标排放。
甲烷传感器作为一个工业安全工具,你知道甲烷传感器的设计原理是什么吗?虽然在生活中我们很少会用到甲烷传感器,但是在煤矿井巷,机电峒室,甲烷传感器每时每刻都在为矿井作业人员和矿的安全保驾护航,当甲烷浓度超限时,甲烷传感器就能自动发出声、光报警。在本文中小编为大家收集了甲烷传感器的设计和工作原理,有兴趣的朋友里看看吧。
功能特点 具有自动调零功能; 标校可靠性更高,性能更稳定,使用更简单方便;采用高分辨率的单片机,测量的数值均准确可靠;开机并具有自动稳零功能;可选择的调试菜单结构,方便调试,操作简单。
原理 一般采用载体催化元件为检测元件。
产生一个与甲烷的含量成比例的微弱信号,经过多级放大电路放大后产生一个输出信号,送入单片机片内A/D转换输入口,将此模拟量信号转换为数字信号。然后单片机对此信号进行处理,并实现显示,报警等功能。
智能甲烷传感器
一.甲烷的敏感元件
二.用敏感元件组成的测量电路
被测
非电量
输出电量
敏感元件
转换元件
转换电路
传感器的组成
辅助电源
三.调节信号电路
四.进行A/D转换
五.采用40-PIN的 PIC16F877A
六.显示电路
七.超出多少纯度,声光报警
发展 甲烷传感器是一种矿用仪器仪表,必须首先满足井下安全生产的规程,但较其他普通传感器又必须有如下主要特点:具有自动调零功能;标校可靠性更高,性能更稳定,使用更简单方便;采用高分辨率的单片机,测量的数值均准确可靠;机并具有自动稳零功能;可选择的调试菜单结构,方便调试,操作简单。现有的甲烷传感器普遍存在着功耗较大、功能单一、精确度不高的缺点,而且采用模拟电路技术,造成系统的抗干扰能力和智能化程度都很低。因此,研制便于携带、多功能、高精度和抗干扰能力强的高可靠性甲烷检测仪具有很大的应用价值。新型的甲烷气体传感器必须具有可靠、稳定、安全的测量井下瓦斯功能,这有这样的传感器才能对预防井下安全事故起到了重要作用,也才具有推广应用的价值。
看完小兔为你收集的甲烷传感器设计原理的这篇文章,你是不是已经对甲烷传感器有了一定了解了呢?原来这小东西竟然还有这么大的用途,在这里小兔要提醒一下朋友们,特别是在工作中能用到甲烷传感器的朋友们,一定要注意,安全无小事,在使用过程中一定要按照说明规范操作,避免给自己带来不必要的安全隐患。
1、按键功能甲烷检测报警器按键功能如下:1)“开关”键:当仪器处于关机状态,长按该键仪器开启;当仪器处于开机状态,并且未处于设置状态时,长按该键仪器关机;当仪器处于设置状态时,作为数据递减键;2)“电压”键:当仪器处于开机状态时,按该键仪器显示电池电压;子啊系统设置、仪器调校时,作为数据递增键;3)“设置”键:当仪器处于开机状态,长按该键仪器进入设置状态;的那在系统设置、仪器调校时,作为确认键。2、系统设置及调校甲烷检测报警器设置或调校前应保证仪器处在稳定状态或开机预热10分钟后进行。1)校零:长按“设置”键3秒,仪器进入设置状态,数码管显示“1”。按“设置”确认。听到“嘀”的一声,即校零完毕。注:甲烷检测报警器校零必须在清洁的空气中进行。当环境空气清洁度达不到校零的要求时,数码管显示ERR,禁止校零。2)标定:在设置状态下,使用“电压”或“开关”键调整,使数码管显示“2”,按“设置”确认,听到“嘀”的一声,进入标定状态,此时数码管显示的数值为上次标定的数值。使用“电压”或“开关”键,调整到本次标定的标准气样数值,按“设置”键确认后即退出标定状态,回到设置状态。
甲烷探测甲烷浓度的探测器,其核心原部件为气敏传感器,安装在可能发生甲烷泄漏的场所,当甲烷在空气中的浓度超过设定值探测器就会被触发报警,并对外发出声光报警信号,如果连接报警主机和接警中心则可联网报警,同时可以自动启动排风设备、关闭甲烷管道阀门等,保障生命和财产的安全。
甲烷报警器适用于煤矿井巷,采掘工作面、采空区、回风巷道、机电峒室等场所连续监测甲烷浓度。当甲烷浓度超限时,能自动发出声、光报警,可供煤矿井下作业人员、甲烷检测人员、井下管理人员等随身携带使用,也可供上述场所固定使用。