时间:2023-06-21 08:56:08
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇化学平均值原理,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
下面我就平均值法在初中化学中的应用做一些简单的介绍:
一、已知混合物中某元素的含量求杂质或求混合物的组成
例1、有一硝酸铵样品,经测定含氮37%。则混入的一种杂质是( ),A、NH4HCO3B、(NH4)2SO4C、CO(NH2)2D、NH4Cl
解析:因为样品平均含氮37%,而NH4NO3含氮35%,则混入的一种杂质含氮>37%。经计算得:NH4HCO318%,(NH4)2SO421%,CO(NH2)247%,NH4Cl26%。故选C。
例2、某气体可能含有SO2、CO、CH4中的一种或几种,经测定含氧50%。则该气体的组成可能为: 。
解析:因为气体平均含氧50%,而SO250%,CO>50%,CH40<50%。故该气体可能为SO2或CO、CH4或SO2、CO、CH4。
二、已知化学反应中混合物与生成物质量求杂质或求混合物的组成
例1、某不纯的锌6.5g与足量的稀硫酸反应生成氢气0.21g,则所含杂质不可能是()A、FeB、MgC、Al D、Cu
解析:设金属均为+2价,R2+的平均原子量为X
R2+H2
X 2
6.5g0.21g
解得:X<65, 因Zn=65,故杂质原子量不可能>65,而Fe56,Mg24,Al27×2/3=18 ,Cu不反应,看成无穷大。选D。
例2、由两种金属组成的混合物20g与足量的稀盐酸反应生成氢气2g,则该混合物为( )A、Fe MgB、 Mg AlC、ZnFeD、Zn Mg
解析:设金属均为+2价,R2+的平均原子量为X
R2+ H2
X2
20g2g
解得:X=20,即一种金属的原子量>20而另一种金属的原子量<20。故选B。
注:此类型还涉及不纯的碳酸盐与酸反应生成二氧化碳,不纯的盐与酸或盐或碱反应生成沉淀等等。
三、混合溶液的计算
例1、将100g20%的KNO3溶液与100g10%的KNO3溶液混合后其溶质质量分数为。
解析:因两溶液质量相等,所以混合后其溶质质量分数等于原两质量分数的平均值。即(20%+10%)÷2=15%
例2、要使某溶液溶质质量分数增大一倍,需蒸发水为 。
解析:因蒸发水前溶质质量分数等于蒸发水后溶质质量分数与水的溶质质量分数(为零)的平均值,故蒸发水后溶液质量等于水的质量。即蒸发水为原溶液质量的一半。
关键词:污水可生化性 环境保护 生态平衡
1 前言
城市污水是指排入城市管网的生活污水及各种工业废水,此外还包括降雨、融雪以及夹杂的垃圾、废物等。城市污水处理是环境保护的一项重要组成部分,对于保护当地的生态平衡以及改善自然条件,消除环境污染都是必不可少的,如果大量城市污水不加治理任意排放,会导致水体、土壤乃至空气的严重污染,进而会破坏人们正常的生产和生活,所以必须对城市污水进行处理控制,改善受污染水体的水质,使之能满足水体功能的要求。
2 污水处理方法
污水处理实质上是采用各种手段和技术将污水中的污染物质分离出来,或将其转化为无害的物质,使之得到净化。现在污水处理技术按作用原理可分为物理法、化学法和生物法。物理法是利用重力分离的方法将污水中呈悬浮状态的固体物质分离出来;化学法是利用化学反应来分离、回收污水中各种形态的污染物;生物法即活性污泥法是利用微生物自身的各项生理活动来去处水中污染物。
3 污水可生化性
在污水中,存在着各种有机物和无机物,大部分为有机物,部分为无机物,被微生物作为营养加以利用,使微生物获得需要的能量和合成新的细胞,这些被微生物利用的物质称为底物。底物降解在污水处理中具有十分重要的意义,如果污水中的底物是可降解的,说明该污水采用生物处理法进行无害化处理是可行的。生物处理法按净化原理可分为生物膜法和活性污泥法,由于活性污泥法研究十分充分,有大量的经验和数据,运行管理方便,亦较经济,因而在城市污水处理中普遍采用物理法与活性污泥法相结合的方法,故人们首先要考虑采用活性污泥法处理污水的可行性,简称污水的可生化性。
评价污水处理的可生化性有很多方法,最简单的方法是用BOD5、CODcr之间关系简单评价。BOD5与CODcr是污水处理中最基本的指标,BOD简称生化需氧量,可间接地反映能为微生物分解的有机物的总量,BOD5为5天的生化需氧量;COD简称化学需氧量,它是在高温有机催化剂及强酸环境下,强氧化剂氧化有机物所消耗的氧的量,所用的氧化剂为重铬酸钾,记作CODcr由于这个反应不受有机物是否能为微生物分解的影响,能够氧化微生物无法分解氧化的有机物,所以CODcr比BOD5值高。
CODcr值可分为能被生物降解的有机物的CODB值和微生物不能降解的有机物的CODBN值的两部分,即CODcr=CODB+CODBN(COD测定几乎能反映所有有机物,但一些难分解的有机物如苯等不与考虑)根据研究可认为CODB=1.72BOD5(见图1)。
通过关系式我们可以求出不能被生物降解的有机物CODBN的大概数值。东郊污水处理厂采用渐减式曝气传统活性污泥法为主处理城市污水抽,取其96、97年比较明显有代表性的几个月份的BOD5、CODcr月平均值为例(见表1、图2)。 表1 项目 96.3 96.8 96.10 97.5 97.8 97.9 97.11 BOD5 进水 257.9 141.7 150.2 260.5 193 168.1 167.5 出水 17.5 15.6 17.8 20.5 15.9 13.2 18.7 去除率 93.2 89 88.1 92.1 91.8 92.1 88.8 CODcr 进水 457.8 321 359.6 481.3 401.5 382.6 368.3 出水 80.9 59.2 73.7 79 75.3 76.9 89.4 去除率 82.3 81.6 79.5 83.6 81.2 79.9 75.7 CODBN 14.2 78.3 101.3 33.2 69.5 93 80.2
从以上的数据可以看出,CODcr与BOD5的去除率曲线随CODBN的增大而降低,当CODBN过高时采用生物法去除污水中有机污染物,有机物去除率不是很高,出水时还残留有大量微生物无法去除降解的有机物,而这些难降解的有机污染物还会继续污染环境,由此可说明当CODBN过高时不宜采用生物处理法。采用生物处理法必须控制CODBN,而其绝大部分来源于工业废水,所以在控制工业废水污染物排放浓度的同时还要考虑CODBN是否过高,如果排放总量很高,用其它方法如稀释法降低排放浓度,但有机物总量没有改变,还是会对处理造成不良后果。
CODBN值对有机污染物去除率影响很大,CODB=1.72BOD5这个比例关系是比较理想化的,由于污水来源比较复杂、多变,有机污染物浓度也不稳定,根据以往经验用BOD5/CODcr比值也可以简单判别污水的可生化性,BOD5/CODcr≥70%说明污水中的有机物基本可以被生物处理方法全部去除反之BOD5/CODcr比值越小,越难于生物处理,有的工业废水BOD5/CODcr≤0.3即使提高有机物浓度,也很难采用生物工艺有效去除污染物。
东郊污水处理厂97年BOD5/CODcr月平均值如下:
1月份 2月份 3月份 4月份 5月份 6月份 BOD5 156.1 186.9 211.4 264.7 257.5 176.5 CODcr 641.7 296.3 365.9 418.1 493.6 313.1 BOD5/CODcr 0.246 0.632 0.577 0.634 0.543 0.562 7月份 8月份 9月份 10月份 11月份 12月份 BOD5 248.3 222.1 182.2 177.4 155.5 198.5 CODcr 607.2 376.6 317.7 228.1 375.8 333.6 BOD5/CODcr 0.409 0.602 0.573 0.776 0.414 0.596
BOD5/CODcr>70%认为值偏大不宜采用将其删除。
97年BOD5/CODcr平均值为0.528、96年BOD5/CODcr平均值为0.462、95年BOD5/CODcr平均值为0.476、94年BOD5/CODcr平均值为0.494、93年BOD5/CODcr平均值为0.314。
以上反映出我市污水BOD5/CODcr的比值呈逐年上升趋势,说明我市环保部门加强了对工厂排放污水的管理和控制,排水水质改善,使污水中BOD所占比例逐年相对增加,污水可生化性加强。
一、由定性向定量———化学学科一个合理的发展方向
化学计算对基本概念、基本理论以及元素化合物知识、化学实验等从定量的角度上来设问,可以在较高的深度上考查学生对上述相关知识的认识;同时通过数学的抽象和简洁的文字叙述,考查学生的思维逻辑性、敏捷性等,以及对相关学科知识的运用能力和将中学各科知识形成网络的状况。因此,化学计算是对学生知识和能力的综合性考查,而不是单纯的数字计算。
二、化学计算的特点
(一)内容的综合性
化学计算须综合运用化学基本概念、化学基本理论、元素化合物、有机化学、化学实验等知识块中的有关知识,但其重点是有关物质的组成和化学方程式的计算。
(二)设问的层次性
较低层次的计算题在设问时偏重于概念、原理和元素化合物知识的理解与直接应用。综合计算题在设问时着重于概念、原理以及元素化合物知识的理解和综合应用,特别是分析和综合、创新能力的训练与测试。难度较大的习题往往分成几个小题设问。一般地说,前面小题的思考与解答实际是为后面的小计算题起提示和铺垫作用的。
(三)条件的隐蔽性
题中的隐蔽条件有多种情况:一是数据参与运算,有的则不参与运算;有的明示,有的隐含;有的则要推求,也有可能给出虚设的数据,或者给出多个数据,须经推算、判断之后才能选择使用的情况;不参与运算的数据有的是作为思考的前提或讨论的范围,有的则起迷惑的作用。二是题中隐蔽的条件还往往隐含在化学原理之中,以考查学生思维的严密性和整体性。
(四)解法的多样性与灵活性
由于题目的综合性强,涉及的知识点多,因此由已知到未知往往有多种转化方式与途径。故解题时可以从不同的角度、不同的层次、不同的侧面、不同的方式进行剖析求解,还要比较不同解法,找出最佳方案。
三、化学计算的方法
在处理化学计算题时,首先要认真审题和分析题意,找到已知条件,明确计算的目的,分析计算的目的和已知条件之间有哪些直接和间接关联,可以用哪些化学概念、化学原理和化学定律来表达这些关联及它们之间的量变,各种量可以使用的计算单位等,然后联系化学的基本计算方法找出解题的最佳途径。解题时要注意思维的灵活性、条理性、逻辑性、发散性和格式的规范性,力求做到层次分明,运算正确。
论文摘要:本文首先论述了超滤膜技术的基本原理及特点,进而从5个方面论述了超滤膜技术在水处理中的应用,以供参考。
1前言
超滤膜技术是一种能够将溶液进行净化、分离或者浓缩的膜透过分离技术,介于微滤和纳滤之间。超滤膜是悬浮颗粒及胶体物质的有效屏障, 同时超滤膜也可以实现对“两虫、藻类、细菌、病毒和水生生物的有效去除,从而达到溶液的净化、分离与浓缩的目的。与传统工艺相比,超滤膜技术在水处理方面具有能耗低、操作压力低、分离效率高、通量大及可回收有用物质等优点,广泛应用于饮用水净化、生活污水回收、含油废水、纸浆废水、海水淡化等水处理中。在此,本文就超滤膜技术在环境工程水处理中的应用展开简要阐述,以供参考。
2 超滤膜技术的基本原理及特点
2.1超滤膜技术的基本原理
超滤(Ultra Filtration,简称UF)是溶液在压力作用下,溶剂与部分低分子量溶质穿过膜上微孔到达膜的另一侧,而高分子溶质或其他乳化胶束团被截留,实现从溶液中分离的目的。其截留机理主要是筛分作用,但有时膜表面的化学特性(膜的静电作用)也起着截留作用。超滤分离时是在对料液施加一定压力后,高分子物质、胶体物质因膜表面及微孔的一次吸附,在孔内被阻塞而截留及膜表面的机械筛分作用等三种方式被超滤膜阻止,而水、无机盐及低分子物质透过膜。
超滤膜技术截留分子量的定义域为500-500000左右,对应孔径约为0.002-0.1μm,操作静压差一般为0.1-0.5MPa,被分离组分的直径约为0.005-10μm。
2.2 超滤膜技术的特点
1.对杂质的去除效率高,产水水质大大好于传统方法。
2.彻底消除或者大大减少化学药剂的使用,避免二次污染。
3.系统易于自动化,可靠性高。运行简易,设施只有开启,关闭两档。
4.具有良好的化学稳定性,有耐酸、耐碱以及耐水解的性能,能广泛应用于各种领域。
5.耐热温度可达到140℃,可采用超高温的蒸汽和环氧乙烷杀菌消毒;能在较宽的PH范围内使用,可以在强酸和强碱和各种有机溶剂条件下使用。
6.过滤精度高,能有效滤除水中99.99%的胶体、细菌、悬浮物等有害物质。
7.与常规水处理系统费用相当生活污水经过超滤使处理水质变好从而进行回用,而工业废水中由于一般技术不能达标,采用超滤技术能充分处理废水。
3 超滤膜技术在水处理中的应用
3.1 饮用水净化
当前,随着我国水污染问题的日益严重,我国出现了新的水质问题,如贾第虫和隐孢子虫(两虫)问题、水蚤及红虫问题、藻类污染加剧及臭味和藻毒素问题、水的生物稳定性问题等。而将超滤膜技术应用于饮用水的净化时,其可去除水中包括水蚤、藻类、原生动物、细菌甚至病毒在内的微生物,对水中的致病微生物、浊度、天然有机物、微量有机污染物、氨氮等都有较好的处理效果,能满足人们对水质的要求。
如,张艳等以混凝沉淀为预处理方法,通过中试试验,对浸没式超滤膜处理东江水的最佳运行方式进行了研究,该工艺通过对水中的致病微生物、浊质、天然有机物、有毒有害微量有机污染物、氨氮、重金属等设置多级屏障,可以使其含量得到逐级削减,最后得到优质饮用水。
3.2造纸废水的处理
超滤膜技术应用于造纸废水中,主要是对某些成分进行浓缩并回收,而透过的水又重新返回工艺中使用。一般,造纸废水膜分离技术研究主要包括:回收副产品,发展木素综合利用;制浆废液的预浓缩;去除漂白废水中的有毒物质等。
杨友强等研究了超滤法处理造纸磺化化机浆(SCMP)废水及影响超滤的各种因素,结果表明:截留分子量为20000u的聚醚砜(PES200)膜适于处理SCMP废水,清洗后膜的通量可恢复98%。黄丽江等采用0.8μm微滤(MF)与50nm超滤(UF)无机陶瓷膜组合工艺对造纸废水进行了处理,在温度为15℃、压力为0.1MPa的操作条件下,0.8μm膜对COD的去除率为30%~45%,50nm膜对COD的去除率为55%~70%。
3.3含油废水的处理
含油废水存在的状态分三种:浮油、分散油、乳化油。前两种较容易处理,可采用机械分离、凝聚沉淀、活性炭吸附等技术处理,使油分降到很低。但乳化油含有表面活性剂和起同样作用的有机物,油分以微米级大小的离子存在于水中,重力分离和粗粒化法都比较困难,而采用超滤膜技术,它使水和低分子有机物透过膜,在除油的同时去除COD及BOD,从而实现油水分离。
如,油田含油废水中通常油量为100~1000mg/L,超过国家排放标准(<10mg/L),故排放前采用先进的高效衡压浅层气浮技术和中空纤维膜分离技术进行了分离,在操作压力为0.1MPa、污水温度40℃时,膜的透水速度可达60~120L/(m2·h),出水中含油量为痕迹,悬浮物固体含量平均值为 0. 32mg/ L,悬浮物粒径中值平均值为 0. 82μm,完全达到了特低渗透油田回注水的水质标准。
3.4城市污水回用
城市污水是一种重要的水资源,国外早已开始广泛英语膜法进行城市污水回用,随着我国水污染问题的愈发严重,将超滤膜技术应用于城市污水回用,也日渐引起了人们的关注。如,汤凡敏等利用 CASS 与超滤膜组合工艺处理小区生活污水,当水力停留时间为12h、CODCr浓度在215~ 677 mg/ L 之间时,该工艺出水 CODCr稳定在30 mg/ L 左右;NH3-N 浓度为 22.2~ 41.2 mg/ L时,出水NH3-N 最低可达0. 2 mg/ L,去除率达到90%以上,出水pH 值在 7.26~7.89 之间,出水浊度小于 0. 5,出水水质优于回用水标准,可直接回用。
3.5海水淡化
海水淡化技术经过半个世纪的发展,从技术上已经比较成熟,目前主要的海水淡化方法有反渗透(SWRO)、多级闪蒸(MSF)、多效蒸发(MED)和压汽蒸馏(VC)等,而适用于大型的海水淡化的方法只有 SWRO、MSF 和 MED。随着膜技术的不断发展,从19世界60年代开始膜技术开始应用于海水淡化。但在这一过程中,由于膜污染问题,使得反渗透系统在处理海水方面出现了瓶颈,而超滤膜技术的应用,可有效地控制海水水质,为反渗透系统提供高质量的入水。
如,叶春松等采用中空纤维超滤膜直接处理高浊度海水,该超滤膜的产水浊度平均值为 0. 11NTU,SDI15 平均值为 2. 4,COD 的平均去除率为60.0%,胶硅的平均去除率为 89. 0%,跨膜压差小于6.0×104Pa,远远小于超滤膜本身最大操作压差2. 1×105Pa,该超滤膜对浊度高、变化大的海水有很强的适应性,可以在以高浊度海水为进水的情况下作为海水反渗透系统的预处理装置。
参考文献:
[1] 张安辉,游海平.超滤膜技术在水处理领域中的应用及前景[J].化工进展,2009(S2).
张艳,李圭白,陈杰.采用浸没式超滤膜技术处理东江水的中试研究[J]. 中国环境科学,2009, 29(1).
杨友强,陈中豪,李友明.超滤法处理造纸化机浆废水的研究[J].中国给水排水,1999(12).
黄江丽,施汉昌,钱易.MF与UF组合工艺处理造纸废水研究[J].中国给水排水,2003(6).
本文采用国产高频红外碳硫分析仪,着重从空白的扣除、试样的用量、添加剂的选用等方面进行条件试验,然后拟定分析方法,用于硅铁的测定,不仅速度快,而且准确度好。
1.基本原理
试样于高频感应炉的氧气流中加热燃烧,生成的二氧化碳、二氧化硫由氧气载至红外线分析器的测量室,二氧化碳、二氧化硫吸收特定波长的红外能,其吸收能与其浓度成正比,根据检测器接受能量的变化可测得碳、硫含量。
2.仪器与试剂
2.1 高频红外碳硫分析仪
2.2 钨粒,20~40目,w(C)≤0.0003%,w(S)≤0.0003%。
2.3 高纯锡粒,优级纯。
2.4 纯铁,w(C)≤0.0005%,w(S)≤0.0005%。
3.试验步骤
3.1按照试验要求,选取适量的样品
先称出重量为0.4g、0.3g、0.2g、0.1g、0.05g的样品,分别进行试验。样品为0.5g时,燃烧剧烈,飞溅严重,石英管有时伴有打火现象,测定的结果不好。样品为0.3g时,分析结果波动、不稳定。样品量为0.1g、0.05g时,因为所取的质量太少,分析误差增加,试验的效果很不好,得不到较好的实验结果。若取多次测定的平均值,结果准确可靠,但过于麻烦。当样品量为0.2g时,测定结果较好。为了减少误差,试验中样品用量选取(0.2000±0.001)g。
3.2 添加剂的合理选择及有效使用
3.2.1合理选择添加剂,才能最大发挥添加剂的作用。根据多次实验发现,添加剂最好选用单组钨粒、双组元“钨粒+锡粒”或“钨粒+纯铁”、三组元“钨粒+锡粒+纯铁”为添加剂进行条件试验。而试验的最后结果表明,三组元混合助熔的复合添加剂的使用效果最好,作用发挥得最理想。
3.2.2添加剂的用量要根据情况,区别选择。经过多次实验我们不难发现,当选择0.5~0.7g的纯铁、0.2~0.5g的锡粒、1.5g的钨粒时,测试出来的效果最好,试验结果也比较理想。若锡粒大于0.4g,硫的测定结果偏低;纯铁小于0.4g时,所测试出来的结果就不是很理想,波动相对比较大,当添加剂配比为“1.5g钨粒+0.2g锡粒+0.6g纯铁”时,助熔效果最佳。3.2.3 添加剂的加入方法。采用把纯铁放在底部,锡粒加在纯铁上面,然后加入硅铁试样,上面覆盖钨粒,这样顺序加入的方式很有好处。纯铁导电导磁,可以弥补硅铁低电磁感应的不足。锡是低熔点金属(231℃),能助熔包裹试样,又能提高硅铁试样的导电性。
3.3准确测定空白值,尽可能缩小误差。
灼烧过的坩埚里,称取(0.600±0.002)g纯铁,再加入(0.200±0.002)g锡粒,最后加(1.500±0.005)g钨粒,先按照1g的重量来称量,进行多次测量,重复多次,直到得到的试验结果比较稳定时,记录下平均值,尤其重要的是要记录下最小的三次测试结果,这样计算出来的平均值才比较准确,将平均值输入到分析仪中,则仪器在测定试样时会进行空白值的电子补偿。空白值=∑Xi/n。
空白值主要来源于坩埚、添加剂和氧气等,当这些条件发生变化时,都要重新测定空白值。
4.测定方法与结果
4.1 测定方法
在坩埚中顺序加入纯铁0.6g、锡粒0.2g、硅铁样品(0.2000±0.001)g、钨粒1.5g。装样完毕后,将坩埚放到炉台坩埚座上,开始分析并读取结果。
4.2 测试结果
按照上述方法,对碳含量为0.075%、硫含量为0.0038%的硅铁标样进行9次测定,
标样测定结果
试验表明,高频红外吸收法不仅分析结果准确度高,精度好,速度快,而且能够适应于难测定样品中的碳、硫分析。(作者单位:太原重工理化检定中心)
【关键词】碱性磷酸酶,肝硬化,甲状腺机能减退
碱性磷酸酶(Alkalinephosphatase,ALP)又称正磷酸单酯磷酸水解酶,由成骨细胞产生,以骨胳与牙齿、肾脏和肝脏中含量较多。临床上通常着重于ALP活力增高的疾病研究,很少注意患者临床疾病与ALP活力降低的关系。因此,我们着手研究了ALP活力降低的临床意义。
1材料与方法
11仪器:日立7600全自动生化分析仪。
12试剂:由上海申能―德赛诊断技术有限公司提供。
(1)试剂Ⅰ:16mmol/L对硝基苯磷酸二钠。(2)试剂Ⅱ:2―氨基―2―甲基―1―丙醇缓冲液,浓度09mmol/L;pH102;MgCl2浓度10mmol/L。
13测定方法及反应原理:采用国际临床化学联合会(IFCC)推荐的AMP―buffer方法。测定ALP的酶促反应如下:对―硝基苯磷酸盐+H2OALP对硝基苯酚+磷酸盐。对硝基苯磷酸盐是无色的,而对硝基苯酚在405nm波长有最大吸收,对硝基苯酚形成的速率与血清中ALP活性成正比,测定405nm波长下吸光度增加的速率,即可测出ALP的活性。
14血清样本与疾病分类:样本为血清或肝素抗凝血浆,避免溶血,置4℃冰箱,10h内测其ALP活性。检查每一例ALP活性低下的患者病例,并记录下列临床指标:年龄、性别、临床诊断、肾病史和血清镁含量、用药及输血史。将患者分为症状与ALP活性低下有关(占79%)和无关(占29%)两组,我们着重研究成年男性ALP活性低下与临床症状有关患者。
2结果
测定2568例本院住院患者血清ALP,其频率分布如图所示,呈正偏态高斯分布。ALP活性低下(<30U/L)的频率为48%,共126例,其中患者88例,男性83例,占964%;5例为女性,其中29例(占365%)为重症肾炎并伴有肾衰患者。这些患者病前检查ALP活性平均值为71U/L(分布范围30~100U/L)。患病后肾衰患者ALP活性平均值下降为20U/L(分布范围8~29U/L),平均值降低718%。在调查中,有15例患者伴低蛋白质血症,其ALP活性平均值为18U/L,同时血清镁浓度有不同程度偏低。把上述与ALP活性降低有关的患者(共59例),分为五个临床类型:即肾衰、营养不良、血清镁缺乏、甲状腺功能不全和严重贫血。每种类型占总数(n=59)的百分比分别为:50%、25%、12%、8%、5%。如表所示。83例ALP降低患者中除59例症状与ALP活性降低有关外,其余24例患者无与ALP活性低下有关的疾病。表159例临床症状与ALP活性降低有明显关系的患者情况
3讨论
通过试验我们发现ALP活性低下的患者占所有受试者的48%。ALP活性降低的主要原因是重症肾炎并伴有不同程度肾衰。患者肾实质受损,致肾脏对ALP的分泌减少,使血清ALP活性降低,其均值下降718%。肾衰患者ALP活性与血清镁浓度多同时降低,血清镁浓度降低542%。镁离子是ALP的稳定剂和激活剂。镁离子缺乏使ALP在生产过程中不能被激活,从而活性下降。ALP活性降低的确切原因尚有待进一步探讨。甲状腺功能不全与ALP低下也有明显关系,但服用甲状腺素后ALP活性可以恢复正常。在本次试验中甲状腺功能不全的两例患者经过甲状腺素治疗后ALP活性已恢复正常。甲状腺功能不全患者ALP活性低下与其血清镁和锌浓度有关,血清镁和锌浓度恢复正常后,其ALP活性也多恢复至正常。相比之下,严重的贫血患者与ALP活性低下没有明显关系,在实验中我们发现只有1/10贫血患者ALP活力低于正常。本次试验未统计妇女和儿童,他们的血清ALP活性低下可能有其它诊断价值。儿童ALP活性降低会影响骨骼发育,职称甚至骨骼发育停止,成为临床上的呆小症、软骨发育不全及恶质病;妇女中以老年妇女ALP活性降低者为多见,可能与老年妇女绝经后雌激素分泌减少,影响骨质的再吸收,骨质疏松使血清ALP活性低下有关。综上所述,血清ALP活性降低主要见于重症慢性肾炎并伴有肾衰、营养不良和甲状腺功能不全、镁缺乏、严重贫血等。血清ALP活性增高或降低均有重要意义。
一、守恒法
质量守恒(:或原子守恒、原子团守恒^化学反应前后各物质的质量总和不变。具体体现在配制或稀释溶液的过程中,溶质的质量不变;反应前后各元素种类不变,各元素原子个数不变,其物质的量、质量也不变;在一些复杂多步的化学过程中,虽然发生的化学反应多,但某些元素原子的物质的量、浓度等始终没有发生变化。在认真审题的基础上,画出题述化学过程的方框图是发现守恒关系的关键。
电子守恒:在发生氧化还原反应时,氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数。无论是自发进行的氧化还原反应还是在原电池或电解池中,只要涉及氧化还原反应的计算,都可用电子守恒法计算。为了避免出错,最好将氧化剂、还原产物和还原剂、氧化产物之间的关系列出来。
电荷守恒:对任一电中性的体系,如离子化合物、混合物或电解质溶液等,阴、阳离子所带电荷的代数和为零,即正电荷总数和负电荷总数相等。在一个电中性的体系中,如果知道其中某些带电微粒的物质的量,可以用电荷守恒法计算出最后一种带电微粒的物质的量;对于有关离子反应的计算,由于离子之间反应要生成电中性的分子,参加离子反应的阴阳离子所带电荷总数相等,故也可用电荷守恒法计算。
例1 把7.4gNa2CO3•10H2O和NaHCO3的混合物溶于水,配成100mL,其中Na+浓度为0.6mol•L-1,若把等质量的该混合物加热至恒重,所得残留物的质量为()
A.5.28g B.4.22g C.3.18g D.2.12g
解析:
从上述转化关系可以看出:将样品溶于水所得 100mL溶液中的Na+和加热至恒重所得残留物中Na+都来自7.4g样品,由Na+守恒得: 解得:m=3.18g
答案:C
例2 已知SO32- 离子能够被X2O72-离子氧化成SO42-离子。0.10 mol•L-1的溶液30.00mL与0.10 mol•L-1的溶液10.00mL恰好完全反应,则反应后X元素的化合价为()
A.+2B.+3 C.+4D.-3
解析:解题中用“电子守恒“规律能够快捷地完成本题。设还原后X元素的化合价为+n,则有:
根据电子守恒: ,解得:n=3。
答案:B
例3 由硫酸钾、硫酸铝和硫酸组成的混合溶液,其中PH=1,c(Al3+)=0.4 mol•L-1,c(SO42-)=0.8 mol•L-1,则c(K+)为()
A.0.15 mol•L-1 B.0.2 mol•L-1 C.0. 3 mol•L-1 D.0.4 mol•L-1
解析:K2SO4、Al2(SO4)3和H2SO4都是强电解质,在溶液中完全电离,溶液中存在着它们电离产生的K+、Al3+、H+、SO42-,但整个溶液呈电中性。由电荷守恒:
c(K+)+c(H+)+3c(Al3+)=2c(SO42-),c(K+)+0.1 mol•L-1+3×0.4 mol•L-1=2×0.8 mol•L-1,解得:c(K+)=0.3 mol•L-1
答案:C
二、差量法
差量法是根据物质反应前后某种量发生变化的化学方程式或关系式,找出所谓“理论差量”的方法。这个差量可以是质量差、气态物质的体积差、压强差,也可以是物质的量之差、反应过程中的热量差等。该 法适用于解答混合物间的反应,旦反应前后存在上述 差量的反应体系。对于固相反应,可以用质量差、物 质的量之差解答;对于气相反应可以用质量差、气体物质的体积差、压强差、物质的量之差解答;涉及反应热的计算题还可用热量差计算。
例4 为了检验某种含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度,现将w1g样品加热,其质量变为w2g,则该样品的纯度(质量分数)是〔 〕
AB.C. D.
解析:加热后固体质量减少时因为NaHCO3分解所致。设样品中NaHCO3的质量为mg,则有:
答案:A
三、平均值法
化学中的平均值法是:两个数Mr1和Mr2(Mr1大于Mr2)的算术平均值Mr一定介于两者之间。所以,只要求出平均值Mr,就可以判断出Mr1和Mr2的取值范围,再结合题给条件即可迅速求出正确答案。常见方法有:求平均相对原子质量、平均式量、平均摩尔电子质量、平均组成等。
例5 两种气态烃组成的混合气体完全燃烧得到CO2和H2O的物质的量随混合烃总物质的量的变 化如图所示,则下列 对混合烃的判断中 正确的是〔 〕
①一定有乙烯;②一定有甲烷; ③一定有丙烷;④ 一定没有乙烷;⑤可能有甲烷;⑥可能有乙炔
A.②⑤⑥ B.②⑥C.②④D.②③
解析:两种气态烃是什么烃,物质的量是多少都未知,最佳解题方法是用平均分子组成法。设该 混合气态烃的平均组成为CxHy,则有:
联立(1)、(2)解得:x=1.6、y=4.0
所以,混合烃的平均值为C1.6H4.0
平均每个分子中含1.6个碳原子,必然有一种 烃分子中碳原子数为1,另一种烃分子中碳原子数大于等于2。分子中只有一个碳原子的烃只有CH4, 所以两种烃中一定有CH4;CH4分子中含有四个氢原子,平均每个分子中含有四个氢原子,另一种烃分子中一定含有四个氢原子,其分子式为CxH4,其中2≤x≤4。
答案:C
四、极端假设法
所谓极端假设法就是从极端的角度去考虑分析所给的问题,从而使问题得到简化处理顺利得出结论的一种方法。当混合物的组成或化学进程存在不确定因素,需要求某一个量的可能值或范围时,往往要通过极端假设法使问题简化得到解决。可分别假设原混合物是某一纯净物或反应进程向某一方向进行到底,进行计算,确定最大值、最小值,再进行分析、讨论、得出结论。
例6 现有Mg、Al、Fe三种金属的混合物与足量的盐酸反应得到标况下6.72L H2,则该混合金属总物质的量可能是〔 〕
A.3.0 molB.0.28 mol C.0.2 molD.0.175 mol
解析:三种金属与盐酸反应时分别显+2价和+3价,生成相同量氢气所需三价金属和二价金属的量不相同,而混合物中各种金属的相对量未知,给问题的解决带来一定困难,这时可用极端假设法确定混合金属物质的量的范围。生成标况下6.72 L氢气,需要二价金属物质的量为0.30 mol,需要三价金属物质的量为0.20 mol。现为二价和三价金属的混,所以混合金 属的总物质的量一定介于0.20 mol和0.30 mol之间。
答案:B
例7 在一密闭容器中进行如下反应: 2SO2(g) +O2(g)2SO3(g)。已知反应进行到某时刻时SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol•L-1 、0.1mol•L-1 、0.2mol•L-1 。当反应达到平衡时,可能的数据是()
A. c(SO2)为0.4mol•L-1 ,c(O2)为0.2mol•L-1
B. c(SO2)为0.25mol•L-1
C. c(SO2)、c(O2)均为0.15mol•L-1
D. c(SO3)为0.4mol•L-1
解析:题目只给出了某时刻各物质的浓度,此时反应向哪个方向进行,进行到什么程度并不知道,但可以用极端假设法确定达到平衡时各物质的浓度范围,从而分析确定各物质的可能的平衡浓度。
由硫原子守恒,SO2和SO3的浓度不能同时增加或减少可推知B正确
答案:B
五、估算法
估算法是根据一定的化学原理不进行精确计算或因为题给信息不足,无法进行精确计算,但根据粗略计算结果,通过分析可以作出正确判断的解题方法。此法多用于有机物分子组成的计算。
例8 某有机化合物仅由碳、氢、氧三种元素组成,其相对分子质量小于150,若已知其中氧的质量分数为50%,则分子中碳原子的个数最多为〔 〕
A.4B.5C.6D.7
解析:该有机物中氧的质量分数为50%,其中碳的质量分数一定小于50%。因为该有机物中氢的质量分数不知道,准确的相对分子质量也不知道,因此不可能计算出碳原子的精确个数,只能进行粗略计算分子中原子个n(C)< 分子中原子个数必须为正整数,故分子中碳原子的个数最多为6。
答案:C
六、观察法
所谓观察法就是不需要进行计算,通过观察分析就可以得出正确结果的一种解题方法。
当题述中的化学过程必须遵循一定的化学原理或必须满足一定条件才能发生时,可先通过观察看能否得出正确结果,如果不能通过观察得出正确 结果再进行计算。这样可以尽量避免繁琐的计算,使问题迅速得到解决。
例9 有两只串联的电解池,甲池盛有CuSO4溶液,乙池盛有一定量某硝酸盐的稀溶液,电解时当甲池电极质量增加1.6g时,乙池析出0.45g固 体,则乙池的溶质可能是〔 〕
A.AgNO3B.NaNO3C.Mg(CO3)2D.Al(NO3)3
解析:甲池电极质量增加是因为在甲池阴极析出了铜,乙池质量增加,一定是乙池阴极上有金属析出。电解水溶液时,Na+、Mg2+、和Ag3+都不可能 放电,故答案只能是A。
答案:A
1 仪器与方法
1.1 仪器 瑞典Phadia AB公司生产的Phadia 250全自动体外荧光免疫分析系统。
1.2 试剂ImmunoCAP特异性IgE质控品、ImmunoCAP 特异性IgE 校准品(条) 0100、ImmunoCAP特异性IgE 酶标二抗、清洗液、底物液以及终止液等。所用试剂及质控品均为Phadia AB公司原装进口。
1.3 加样精度 分别对样本(sample)、发展液(development)和终止液(stop solution)加样量进行测试,按IDM软件中虚拟Immuno反应盘提示,将20个已称重量(G1)的检测ImmunoCAP放入反应盘中的正确位置,选择“Replicate”为20次。执行加样操作后,将检测CAP小心取出,并立刻称重(G2)。加样重量(G)按G=G2G1。计算20次加样的均值和CV%,CV%应小于厂家声明的加样2%。
1.4 精密度 该方案在EP5文件的关于精密度方案的基础上进行改良,取足够量的特异性IgE项目两个浓度(低值0.35 kUA/L、高值100kUA/L)的阳性质控品,每天做2批实验,批间的时间相差不少于2 h,每批的样品做双份检测,共做5 d实验。一共20个结果,每对结果间的差是每批的批内差。一天中每批双份结果的均值之间的差表示这一天的批间差。对这些批间差统计后,减去其中的批内差,成为真正的批间不精密度[1]。并按公式(1)计算变异系数(CV,%),变异系数应符合厂商声明的要求,批内精密度(CV,%)≤5%,批间批间精密度(CV,%)≤5%。
1.5 准确性 ①阳性质控品:测试特异性IgE项目三个浓度的阳性质控品(0.35 kUA/L、17.5 kUA/L、100 kUA/L),每个质控品测试2次,分别计算平均值,平均值应在标称范围内。并分别计算绝对偏差=测定值靶值,相对偏差=绝对偏差/ 靶值×100%,因国际及厂家均无此项有关偏倚的声明,参照美国临床实验室修正法规(CLIA88)规定的总允许误差[2]。允许偏倚设为15%。②阴性质控品:测试样本稀释液和0.35 kUA/L阳性质控品各2次,分别计算荧光响应值平均值,稀释液荧光响应平均值应
1.6 线性 将特异性IgE浓度为90kUA/L的标本(H),混合均匀后,用专用Diluent稀释液(L)按H、1 h+5 L、2 h+4 L、3 h+3 L、4 h+2 L、5 h+1 L、L进行稀释, 按浓度由高到低的顺序进行检测后,在按浓度由低到高的顺序进行检测。 取各浓度水平的平均值。以稀释浓度(预期值)为自变量,以测定结果均值(实测值)为因变量求出线性回归方程,计算线性回归的相关系数。
1.7 携带污染率 取高浓度特异性IgE质控品(100kUA/L)和低浓度质控品(0.35kUA/L)各一份, 先测定高值3次(H 1、H2、H 3), 再测定3 次低次(L1、L2、L3); 同样先测定高值3次(H 1、H2、H3), 再测定3次低值(L1、L2、L3)。按公式: K = [(L1L3)/(H 3L3)]计算携带污染率。按厂家声明,携带污染率应
1.8 报告范围 按照CLSI EP9A2 文件, 随机选取无过敏史及风湿免疫性疾病史的健康体检志愿者20例(男、女各10例)作为参考个体, 比较小样本参考区间和厂家提供参考区间之间的可比性。如果20例参考个体中不超过2例(或10%的结果) 的观察值在厂家提供的参考区间之外, 厂家提供的95%参考区间可以接受,也就是说,可以直接引用厂家提供的参考区间[3]。
2 结果
2.1 加样精密度 进入仪器“PIPETTE DISPENSING TEST”界面,分别选择样本(sample)、发展液(development)和终止液(stop solution)测试,按IDM软件中虚拟Immuno反应盘提示,将20个已称重量(G1)的检测ImmunoCAP放入反应盘中的正确位置,选择“Replicate”为20次。执行加样操作后,将检测CAP小心取出,并立刻称重(G2)。加样重量(G)按G=G2G1。计算20次加样的均值和CV%。
样本(sample)、发展液(development)和终止液(stop solution)三种加样量的加样精度验证结果见表1。均小于厂家声明的加样CV%
2.4 线性 将特异性IgE浓度为100的患者血清用专用“dilution”稀释后,按预定方案测定2次,各点平均浓度分别为0.35、8.99、36.6、57.3、71.3、85.3和92.5 kUA/L,其测定值与理论值的直线相关系数为0.987,R2=0.974,特异性IgE预测值与实测值散点图见下图。
2.5 携带污染率 高值和低值各次的平均值为:96.5 kUA/L、97.4 kUA/L、100 kUA/L、0.35 kUA/L、0.35 kUA/L、0.36 kUA/L。根据公式K=(L1L3)/(H3L3)计算携带污染率。特异性IgE的携带污染率为0.1×104。符合厂家声明相符。
2.6 报告范围 随机选取无过敏史及风湿免疫性疾病史的健康体检志愿者20名,采空腹血5 ml,测定血清异性IgE水平,0.35 kUA/L质控品的平均荧光响应值143。健康志愿者该项目荧光响应值除1例为174,其余均低于143,最小响应值为21。厂家提供的特异性IgE参考范围为
3 结论
根据美国临床和实验室标准化协会(clin ica l and laboratory standards institute, CLSI)在EP19P中的注释,验证(demonstrat ion)是由医学检验部门进行, 验证所使用系统获得预期性能方面的能力,并且验证实验的实验方案要求简便、实用、易于操作[4]。本实验除进行了精密度、准确度、线性范围及参考区间的验证外,还对仪器的加样精度、携带污染进行了验证,并以制造商仪器说明书和试剂说明书中声明的性能指标为验证目标或标准来判断验证实验的成功与否。
Phadia 250全自动荧光免疫系统由于其基于ImmunoCAP的特殊固相免疫反应设计。其加样精度的验证不同于其他免疫系统或全自动生化分析系统,必须依赖于检测ImmunoCAP进行称重。仪器右侧的加样针只进行40ul的样本或酶液的吸取,左边的加样针仅进行50ul的development和200ul的stop solution的吸取。并对相应体积进行了固定。本实验中,各种液体的加样量均符合相应要求。
Phadia250 全自动体外检测系统是瑞典生产并提供试剂的全封闭性系统,提供了欧美人群的特异性IgE参考区间,所以只需要选择20个参考个体的样本进行验证,20例样本特异性IgE的荧光响应值仅有1 例超出参考范围下限0.35的荧光响应值, 其余均在此范围内, 可以引用此参考区间作为本实验室特异性IgE的参考区间。
综上所述,Phadia250 全自动体外检测系统测定特异性IgE的精密度、准确度、分析测量范围及参考范围性能均与厂家声明一致; 此验证方案和实验方法简便可行, 可用于其他项目的性能验证。
参 考 文 献
[1] 冯仁峰.临床检验质量管理技术基础.第1版.上海科学技术文献出版社,2003:42.
[2] 张秀明,温冬梅,袁勇.临床生物化学检验质量管理与标准操作程序.北京:人民军医出版社,2007:103.
关键词:地热资源勘查;氡气测量;活性炭测氡法
中图分类号: P314 文献标识码: A
1引言
随着环境污染的日趋严重,绿色清洁能源的开发利用显得越发的迫在眉睫。地热能源作为一种无污染的可再生新型能源,使得社会对其的重视程度增加。地热能源的分布受到地形、岩性、构造等诸多复杂因素的影响,地热资源的勘查手段包括遥感解译、地表测绘、地球化学勘查、地球物理勘查、地热钻探、产能测试、长观监测、资源计算与评价等。氡气测量作为地球物理勘探工作中的一种便利、有效的放射性探测技术,可以有效的勘查第四系下的隐伏断裂,为地热钻探提供依据。
2氡的特性
氡是一种无色、无味、无嗅的具有放射性的惰性气体,原子序数为86,是镭核衰变的中间产物,半衰期为3.82天。广泛分布于岩石、土壤、空气和水中,既易溶于水又可吸附于固体表面,活性炭是固体中对氡的吸附能力最强的。
氡气在一定的压力差、温度差、梯度差下,容易通过断层破碎带逸出地表,在断层破碎带周边形成氡异常。异常的出露部位,大小、形态特征与断层的位置、产状、规模、活动性有关,故可根据氡异常曲线的位置和形态,判断断层破碎带的位置和产状,根据异常带的宽度和异常峰值,判断断层破碎带的规模及相对活动性。
3活性炭测氡
测氡方法众多,常用的氡气测量方法主要有活性炭测量、常规氡气测量、α径迹蚀刻测量、α杯(卡)测量、210Po测量、α聚集器测量和热释光测量等。
活性炭测氡法是氡气测量方法中—种静态、累积的测氡方法,其原理是将活性炭吸附器埋于地下一段时间,取出吸附器,用放射性仪器测量吸附器中氡所衰变的子体放射出γ射线的强度,从而了解氡气浓度的高低。活性炭测氡具有灵敏度高、精度高,易于发现微弱异常;抗干扰性强,利于提取有用信息;成本低,易操作,便于推广等特点。
活性炭测氡主要用于铀矿勘探、寻找地质构造破碎带、地下基岩水、煤矿采空区、隐伏断层、火区等方面。
4应用实例
本文以新塘地热勘查项目为例,运用活性炭测氡法对勘查区内第四系下隐伏断层作出解译。
4.1 地热地质概况
勘查区位于南岭山脉的北东翼与武夷山脉西麓交接地带,以构造剥蚀丘陵地貌为主。地层有第四系全新统冲积层和震旦-寒武系混合岩,勘查区东部出露燕山早期中粗粒黑云母花岗岩。
在区域上,属于南岭东西向复杂构造带和武夷山新华夏系构造带的交接复合部位,经历了多期构造运动,各构造形迹以断裂构造为主。勘查区内分布北东向新华夏系主干扭压性断裂F1、近东西向的低序次压扭性断裂F2以及走向北西的低序次断裂F3或节理密集带。因第四系冲洪积、残坡积及风化层覆盖,断裂构造仅F1、F2有地表露头揭示。
新塘温泉出露于低山丘陵盆地中,现建有简易浴池。热泉区分布7个出露点,集中于三处,沿北西走向,延长近500米,最高温度47℃,主温泉流量0.922l/s,泉水清澈,普遍逸气,估算气体量226.5ml/s,水化学类型为SO4·HCO3-K+Na型,热水中含有氟、镁、氯、铀等多种微量元素。
4.2 活性炭测氡解译
本次土壤测氡采用HD-2003型活性炭吸附测氡仪,属被动式采样。勘查区布设测线11条,土壤测氡点84点,网格密度100×40m。
⑴平面特征
经过对野外采集的数据标准化,归一化等处理后,得到勘查区土壤氡浓度等值线图,见图1。根据土壤氡浓度的分布特征,勘查区土壤氡浓度平均值6257.1Bq/m3,标准差为6174.4Bq/m3。剔除特别大或特别小的测量值后,取其平均值作为背景值,以超过背景值的0.8倍标准差的测值作为断层存在的地球化学异常,从而得到研究区内土壤氡浓度背景值(RnB)为6257.1Bq/m3,异常浓度下限(RnF)为11198.2Bq/m3。
从图1来看,勘查区氡浓度异常呈北西向的带状分布,主要分布在河流沟谷地带,从土壤氡浓度异常带的分布特征来看,异常带的联线方向与区域断层的走向一致,勘查区共推断有3条断层,走向分别为F1:北东向;F2:近东西向;F3:北西向。
⑵剖面测量
①7线剖面氡分布曲线
由7线剖面测氡数据处理结果可知,7线剖面氡浓度最大值为19075.0Bq/m3,最小浓度值为545.7Bq/m3,平均值为10313.8Bq/m3,有两处氡浓度超过异常阀值,见图2。
两处氡浓度异常点均位于67号、72号~76号测氡点。在67号处呈尖窄单峰异常,可能为埋深较浅的近乎直立的较小断层所致;或埋深较大的较小断层,但其覆盖层的孔隙度较大,有利于断层气体的扩散对流。72号~76号处呈宽单峰异常,可能为埋深较大、产状较陡的大规模断层所致;或虽埋深不大,但覆盖层物质的孔隙度较小,不利于断层气体的对流扩散。氡浓度的分布形态与推测第四系下的断裂F1、F3的位置基本符合。
图27线剖面氡分布曲线图 图3F线剖面氡分布曲线图
②F线剖面氡分布曲线
由F线剖面测氡数据处理结果可知,F线剖面氡浓度最大值为16825.4Bq/m3,最小浓度值为308.3Bq/m3,平均值为6907.6Bq/m3,有一处氡浓度超过异常阀值,见图3。
该处氡浓度异常点均位于29号~38号测氡点,呈宽单峰异常,可能为埋深较大、产状较陡的大规模断层所致;或虽埋深不大,但覆盖层物质的孔隙度较小,不利于断层气体的对流扩散。氡浓度的分布形态与推测的第四系下的隐覆断裂F3的位置基本符合。
4.3解译结果
从土壤测氡数据来分析,土壤氡浓度在308.3~30232.4Bq/m3,背景值为6257.1Bq/m3,异常浓度下限为11198.2Bq/m3,工作区氡异常带的连线与区域的断裂走向基本一致。
北东向新华夏系主干扭压性断裂F1可能为埋深较浅的近乎直立的较小断层;或埋深较大的较小断层,但其覆盖层的孔隙度较大,有利于断层气体的扩散对流。北西向的低序次断裂F3可能为埋深较大、产状较陡的大规模断层;或虽埋深不大,但覆盖层物质的孔隙度较小,不利于断层气体的对流扩散。近东西向的低序次压扭性断裂F2虽在土壤测氡中显示不明显,但在勘查区东部见有地表露头。
5结束语
从上述实例可以看出,活性炭测氡解译成果与实际断层位置基本相符,说明活性炭测氡法在地热勘查中对隐伏断层的解译是有效的。活性炭测氡作为地热勘查中的一种技术方法,对隐伏断层的解译成果,对后续的地热钻探具有一定的指导意义,在节省投资,降低勘查风险等方面具有积极的作用。
参考文献
[1] 梁永东.活性炭测氡法的数据处理与应用[D].太原理工大学:知网空间,2007:15-37.
[2] 刘敦旺,刘鸿福等. 活性炭测氡法的数据处理与应用[J]. 物探与化探,2009,33卷(第2期):151-153.
关键词:水泥化学分析 数理统计
中图分类号:TQ172文献标识码: A
前言:
在水泥生产控制或日常例行分析检验中,一般采用快速化学分析方法。而所用快速方法与标准方法或公认是准确的经典方法是否具有相同效果,某一方法有无系统偏差,以及一种分析方法的最大允许误差的确定等,只有运用数理统计方法才能得出正确的评价或推断。
一、关于异常值的剔除
在化学分析过程中,误差总是不可避免的。在一组测定结果中,有时会出现一两个与其余数值相差较大的“离群”的结果。如果把这样离群的结果去掉,便可得到一组更为接近的数据。但是,直观上简单判断往往是不符合客观实际的。从误差理论的角度来考虑,所谓异常值只有在两种情况下可以剔除:一是在化学分析过程中的确是由于粗枝大叶或某种意外事故造成差错所出现的结果。这种结果应在发生差错后立即予以舍弃,二是在归纳整理试验结果过程中发现离群数值,按一定规则进行检验后再决定取舍。
剔除异常值的方法很多。在我们的实验工作中多采用的是格拉布斯((Grubbs)检验法。
假如使用同一化学分析方法分析同一试样得到一组结果从小到大地排列为x 1 ,x 2 ... ... Xn,平均值为x,标准偏差为S。则测定值xi(i=1,2,一n)与平均值,的偏差,以标准偏差S为尺度来衡量时就不应太大。根据这一思路得统计量:
式中:
然后由附表1查出对应于数据个数n和选定的显著性水平a的临界值(在一般化学分析中通常取5%的显著性水平,即a = 0. 05),若算得的G1或G2值>临界值,则被检验的数值x1(最小值(或Xn(最大值)为异常值,应予剔除,若G1或G2值
现以硫酸钡重量法(银坩埚一氢氧化钠熔融处理试样)测定明矾石膨胀水泥中SO3的一组分析结果(表1)为例,来说明上述方法的具体应用。
表1 明矾石膨胀水泥中三氧化硫的测定结果
由表1所列结果知:
故得统计量:
如果选择0.05显著性水平,则由附表1查得相对于n=10的格拉布斯检验临界值为2.290。今G1=2.367,大于临界值2.290,应判为异常值予以剔除。而G2 = 0.918,小于临界值2.290,不属于异常值,应予保留。
应用格拉布斯检验法,可同时剔除一个以上的数值,但不应按剔除后余下的测定结果的平均值和标准偏差,再作第二次剔除,
格拉布斯(Grubbs)检验临界值 附表1
二、两种化学分析方法是否具有相同效果的检验
在水泥生产控制或日常例行分析中,所用快速化学分析方法与国家标准方法或公认淮确的经典方法是否具有相同效果,是判断该快速方法能否代替国家标堆方法或经典方法的依据下而介绍数理统计中比较简便的成对对比法。
选取n个不同类型的试样,各用两种分析方法测定一次或两次(取平均值)。现以xi代表方法一测得的结果,以Yi代表方法二测得的结果,则每对结果的差值Di=Xi-Yi,平均
差值
如果两种分析方法没有显著性差异,则平均差值D,与零之差,以平均差值的标堆偏差SD为尺度来衡量时就不应太大。据此,提出下式作为检验两种分析方法是否具有相同效果的统计量:
则
按上式计算的t位,如果小于附表3相当于自由度为(n-1)的显著性水平a为0.05的临界值时,则认为D同零没有显著差异,也就是两种分析方法具有相同效果,可以相互代用;反之,则认为两种分析方法存在着显著性差异,在不降低分析准确度的情况下,彼此不能相互代用。
现以测定明矾石膨胀水泥中SO3的燃烧法与硫酸钡重量法(镍坩埚一氢氧化钾熔融处理试样)是否具有相同效果的检验为例,来说明下述公式的具体运用。两种分析方法测得SO3的结果列于表2。
由表2所列结果得统计量:
燃烧法与硫酸钡重量法测定SO3结果的统计检验 表2
科克伦(Cochran)检验l临界值 附表2
当自由度为10-1=9时,由附表3查得t 0. 05=2.262。今t=0.422< to.o5=2.262,所以两种分析方法具有相同效果,可以相互代用,这在95%的情况下是不会发生显著偏差的。
附表3 t值
三、水泥化学分析实验数据信息处理系统设计
1、系统的主要内容
该系统主要采用的水泥产品标准有GB175-2007《通用硅酸盐水泥》、GB/T 176-2008《水泥化学分析方法》,实现水泥产品化学分析检验项目实验数据自动采集、自动计算与校核,结果分析评定。系统主要包括6个通用硅酸盐水泥化学分析检验项目的数据信息处理模块:烧失量的测定一灼烧差减法;三氧化硫的检测一硫酸钡重量法(基准法);氧化镁的测定一EDTA滴定差减法(代用法);氯离子的测定一磷酸蒸馏一汞盐滴定法(代用法);碱含量的测定一火焰光度法(基准法);不溶物的测定一盐酸一氢氧化钠法。
2、实验数据处理流程
首先系统管理员使用系统账号和密码,登陆水泥化学分析实验数据信息处理系统,完成样品编号的录入或根据样品编号查询实验记录和进展情况;如果记录已存在,显示原始记录的详细信息,如果记录不存在,系统会提示“暂无信息,请先添加”,系统管理员可向实验员发出检验指令。
实验员使用用户名和密码,通过IE浏览器登陆水泥化学分析实验数据信息处理系统,在选择的实验项目界面下,按照实验流程录入实验原始数据后,保存成功后,系统提示“保存成功”,刷新原有页面。点击“提交”按钮,点击“导出W ord”按钮,系统自动导出W ord文档的检验原始记录。
3、系统的实现
3.1用户登录系统
系统设置系统管理员、实验员两个角色,用户按照预先设定的用户名和密码登录系统,系统管理员可以根据需求增加、修改或删除用户信息,并查询系统内所有角色,管理员可以增加、修改、删除实验员信息。
3.2实验样品编号信息的录入与查询
系统管理员登陆系统界面后,首先完成样品编号和该编号样品信息内容的录入。实验员注册登录系统界面后,选择实验样品编号,查询相应的样品名称,规格型号等相关信息以及该样品需要检验的实验项目,如图1所示。按照实验室管理要求,实验员无法看到样品的详细信息,例如:生产企业、委托单位等样品信息。
图1
3.3实验数据信息的录入
实验员在选择样品和检验项目后,系统进入实验数据信息录入界面,以下以水泥氯离子实验数据信息录入为例,实现了水泥氯离子实验中实验环境、称样量、空白实验消耗硝酸汞标液等信息数据录入,系统完成准确计算和显示。
3.4实验数据的处理与原始记录的生成
实验员按照实验流程录入实验原始数据后,保存成功后,系统提示“保存成功”,刷新原有页面。点击“提交”按钮,系统自动处理实验数据并显示实验结果,当实验数据出现错误,系统自动显示红色报警。当系统自动处理实验数据后根据GB175-2007《通用硅酸盐水泥》各项目标准值,对检验结果进行判定,给出“合格”或“不合格”的结论。
结语:
有关数理统计的计算方法很多。本文只是结合工作中的计算实例,向水泥厂化验室简单介绍数理统计方法的某些具体应用,以期对提高水泥化学分析水平和加强质量管理方面,起到一点抛砖引玉的作用。
参考文献:
关键词: 遥感;归一化植被指数;TM影像
中图分类号:Q948.15+6文献标识码:A
一、研究意义及区域概况
植被具有明显的年际和季节变化特征,也是联结土壤、大气和水分的自然纽带,在一定程度上,植被变化能在全球变化研究中充当“指示器”的作用,对植被的动态监测和预测可以从一个侧面反映气候变化的趋势。我国西北干旱、半干旱地区处于全球气候变化一、二级敏感带,对其植被动态变化进行研究,将为未来的生态环境决策提供依据。
兰州是西北地区人口相对密集地区,但近年来由于政策等各方面原因经济发展速度相对缓慢,既具备西北城镇区的共性又有自身的特点,对该区域进行研究不仅能反映出西北地区城镇的发展脉络和生态环境的演变规律,更能体现两者之间的制衡关系,因此笔者选取兰州地区作为本论文研究对象。
二、数据来源及预处理
植物指数(Vegetation Index, VI)能够敏感的反映出植被生长状况、生物物理和生物化学特征及生态系统参数的变化, 因而可用植被指数来检测植被的动态变化。
(一)数据来源
笔者综合考虑数据的完整性、稳定性、时间和空间分辨率等因素,选定Landsat5的 TM 图像作为信息处理的基础数据源。并且为了满足研究的需要整理了1986年6月、1996年8月、2001年7月、2006 年8月年4个时期轨道号为131/35 的TM影像以及矢量数据如1:400 万从省到县级的境界区划图以及重要城市和居民地、一二三级河流、公路、铁路等其他数据。
(二)数据预处理
首先用ERDAS软件按 EOSAT Fast Format B格式读取BSQ格式的TM影像, 在ERDAS IMAGINE8.7软件下Image Interpreter/Spectral Eahancement/indices从预处理好的四期研究区遥感影像数据中提取植被指数(NDVI)。ERDAS IMAGINE8.7软件提供的提取NDVI的计算模型为(band4-band3)/(band4+band3),提取的四期NDVI如下:
1986年NDVI 1996年NDVI
2001年NDVI 2006年NDVI
三、研究方法
笔者在研究中应用均值法和差值法两种方法。其中在统计某一区域的NDVI值时,采用均值法进行计算,即统计区域内所有象元的NDVI平均值,可以根据统计值来反映植被在一段时间内的总体变化情况。
对于均值法,本研究需要求得不同时期NDVI的平均值。对于差值法,本研究即要获得三幅差值NDVI图。具体流程如图3-1。
图3-1差值法
在用差值法处理各期NDVI之前,首先要区分植被区与非植被区。在ERDAS IMAGINE8. 7软件下通过空间建模模块进行植被区与非植被区的区分。在建模前首先确定区分的阈值,在此取阈值为0.2,大于0.2的象元取值为1,小于0.2的象元取值为0,模型如图3-2。
图3-2 植被区与非植被区区分模型
其中中放置栅格影像,前后两个即要输入和输出的栅格影像,并分别在其中设置好路径;中需要输入处理数据所用的函数,在该处理过程中需要以下关键语句:“EITHER 1 IF (所处理数据的名称>0.2) OR 0 OTHERWISE”
四、结果及分析
(一)植被的年际变化分析
对各年提取的NDVI值利用差值法进行处理。得到三个阶段的NDVI比较图,分别为1996年的NDVI值减1986年的NDVI值,2001年的NDVI值减1996年的NDVI值,2006年的NDVI值减2001年的NDVI值。
对生成的三个阶段的NDVI图统计各像素值的数目,进而观测分析植被的年际变化,如统计表4-1。
表4-1三时间段改善/恶化像元个数统计
图4-2为研究区改善/恶化象元数目的直观图比较,可以更加形象直观的反映出植被的年际变化。为定量的反映出兰州地区的年际植被变化,确定植被改善/恶化比来反映植被变化,即改善的象元数目/恶化的象元数目。
据此根据上表4-1的统计数值,可得96年相对于87年NDVI的改善恶化比为: 552864/1025072=0.539341627,根据计算数据可得兰州地区在该时间段内生态环境有所恶化;01年相对于96年NDVI 的改善恶化比为: 1068896/408528=2.616457134,从总体上看这段时间植被生长有较大程度的改善;06年相对于01年NDVI改善/恶化比:203616/829856=0.245363051,研究区总体上偏向恶化,恶化程度较为严重。
根据以上分析可以看出兰州地区在近二十年植被经历了先改善后恶化的过程。
(二)植被的总体变化趋势
对各年的NDVI数据求平均值,平均值数据如表4-2.
表4-2 各年NDVI平均值
根据表4-2得到兰州地区的1986—2006四年夏季的平均NDVI呈下降趋势(图4-3)。尤其是自1996年到2006年,植被恶化严重。
图4-3 研究区NDVI的总体变化
五、结语
本文基于NDVI时间序列进行了植被变化的遥感分析,分析了1986-20066年来植被的动态变化,得出了兰州地区植被的总体变化和年际变化情况,但是还存在许多值得讨论的地方。
1.由于时间关系没有分析各个波段的光谱信息结构,比较各波段信息量,计算各波段信息的相关性,进行最佳波段的选择,而是指采用了 NDVI 的方法。在 TM 影像的 7 个波段中,NDVI 方法只利用了其中的第三和第四两个波段,没有很好的利用所有的数据源。
2.数据获取考虑到云量的影响,各个时期的数据并没有集中在一年的同一月份,有的在6月、还有的在7月和8月份,这一时间段正是植被变化大的时期,这一因素可能对研究精度造成一定影响。
3. 缺乏实地验证。
参考文献:
[1]赵英时等. 遥感应用分析原理与方法. 科学出版社. 2003.6.
[2]夏照华. 基于NDVI时间序列的植被动态变化研究. 2007.5.
关键词化学分析;不确定度;评定;因素
中图分类号O65文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)041-0148-01
1概述
在我国过去沿用的国家化学基础标准中,对于分析结果的评定一直是使用精密度来度量,即对结果数据的平均偏差和极差进行计算并要求其不超出一定的范围,现今国家最新使用的基础标准版本已经对此进行了很大的改动,主要就是把对分析结果的偏差度量改为使用不确定度来评估结果。侧重于评估这些实验结果在多大程度上是可靠的。
这就大大满足用户对于实验结果的信心。而达到这一目的的前提是必须建立对非用户自身机构所得数据的信心,这就客观要求实验室必须引进质量保证措施来确保其能够并且正在提供所需质量的数据。这些质量保证措施包括:使用经确认的分析方法、使用规定的内部质量控制程序、建立测量结果的溯源性。这也是实验室评估不确定度所应具备的必需条件。
2不确定度的计算及评估
在评估不确定度时,同样也有一定的方法和程序,它同时要求分析人员注意产生不确定度的所有可能来源,正确的做法是集中精力分析最大的不确定分量,因为合成不确定的数值几乎完全取决于那些重要的不确定分量,实际上初步的分析就可快速确定不确定度的来源,当完成不确定度评估后,经过有关质量控制数据验证后,这一不确定度估计值能可靠地使用于以后该方法所得到的结果中。
为获得测量结果的不确定度估计值所要进行的工作可概括为以下:
2.1规定被测量
清楚地写明需要测量什么,包括被测量和被测量所依赖的输入量的关系。
2.2识别不确定度的来源
列出不确定度的可能来源,包括前一步所规定的关系式中所含参数的不确定度来源,但是也可以有其他的来源,必须包括那些由化学假设所产生的不确定度来源。
2.3不确定度分量的量化
测量或估计所识别的每一个潜在的不确定度来源相关的不确定分量的大小,通常可能评估或确定与大量独立来源相关的不确定度的单个分量,还要考虑数据是否足以反映所有的不确定度来源,计划其他的实验来保证所有的不确定度来源都得到考虑。
2.4计算合成不确定度
以上得到的信息是总不确定度的一些量化分量,他们可能与单个来源有关,也可能与几个不确定度来源的合成影响有关。这些分量必须以标准偏差的形式表示,并根据有关规则进行合成,以得到合成标准不确定度。
2.5扩展不确定度
我们以用工作基准试剂标定标准滴定溶液的浓度为例,标准滴定溶液浓度平均值的扩展不确定度应主要由以下项共同合成:① 工作基准试剂的质量的数值的相对标准不确定分量;② 工作基准试剂的质量分数的数值的相对标准不确定分量;③ 被标定溶液体积的数值的相对标准不确定度分量;④ 工作基准试剂摩尔质量的数值的相对标准不确定分量;⑤ 被标定溶液浓度的数值修约的相对标准不确定分量;⑥ 标准滴定溶液浓度平均值的相对不确定度分量。以上不确定度分量的计算可以通过电子天平称量数值校正,滴定标准溶液温度补正,滴定用玻璃仪器读数校正,计算操作人员正常操作产生的平均偏差等通常方法得到,再把以上计算得到的不确定度分量代入规定的计算公式就可以得出标准滴定溶液浓度平均值的扩展不确定度。
通常在扩展不确定度的计算中,我们应该根据不同的分析测试目的和方法,找出对最终不确定度计算影响最为显著的几个不确定度分量,而对于最终结果影响很小的分量可以引用包括经验公式或经验数值带入计算,如上例中主要的不确定分量包括电子天平称量引入的仪器误差,玻璃仪器本身具有的仪器误差以及滴定溶液温度带入的系统误差,而工作基准试剂摩尔质量的数值误差和质量分数的误差在试剂确定的基础上几乎在不同次实验中保持一致,因此可以在以后的滴定不确定度计算中沿用固定的经验数值或代入经验公式计算。
同理,在计算较为复杂的扩展不确定度(如分析农业产品中的农药残留)时,同样使用上述的方法对主要的不确定度引入分量进行区分,通过其特定的计算公式或方法得出具体的不确定度分量,最后合成得到总的扩展不确定度,只是要多考虑影响因素的复杂性和多样性,计算结果也更加的周全和科学。对实验方法的评估更为准确和客观。
最后还有需要强调的一点是不论在任何扩展不确定度的计算中,都要严格禁止由于人员操作或仪器故障所产生的过失误差,并且当条件(如人员、环境、计量器具)改变时,应重新进行不确定度的计算,这是保障分析测试工作正常进行的前提。也是保障扩展不确定度计算正确的基础。
3影响标准物质在化学分析中不确定度贡献的因素
3.1分析方法的差异与待分析、测量样品的匹配程度
因使用不同的标准物质进行检定/校准仪器和对化学分析方法进行校准,使用与标准物质定值方法不同的分析方法进行仪器检定/校准和进行样品分析,标准物质的不确定性与生产者提供的会有差异,与待分析、测量样品的匹配程度差异也会影响标准物质对分析、测量结果不确定度的贡献。
3.2保存条件的影响
当测试样品在分析前要储存一段时间,则存储条件可能影响结果。存储时间以及存储条件因此也被认为是不确定度来源。
金属元素标准物质的稳定性高于非金属标准物质的稳定性。非金属元素如硫等元素随时间的推移、受保管储存条件的影响,其特性量值呈缓慢下降的趋势。溶剂挥发导致标准溶液的质量下降速率随气温的升高而增大。塑料瓶保存标准溶液的效果优于容量瓶。实验未得出不同介质对于标准溶液质量减小的影响差异。在塑料瓶中以正常条件保存一年,标准溶液的质量减轻0.18%。按±0.18%均匀分布考虑。由此引起的标准溶液的浓度不确定度为0.11%。
3.3前处理及实验过程的影响因素
在标准物质进行分析、测量时,取样、样品制备过程,用的介质(溶剂)的种类和浓度,萃取、富集、解析、稀释以及污染、分解等因素都会对标准物质的不确定度产生影响。在计算所获得浓度的理论值时,应考虑称量标准样品质量、测定溶剂的容积、基体等有关参数所引入的系统误差和温度、压力、相对湿度等引入的随机误差。
4讨论
1)选用合适的标准物质,减少标准物质对分析结果不确定度的贡献标准曲线导致的标准不确定度不是最大的,但由于其灵敏系数较大,以至于对总不确定度的贡献最大。因此,在进行化学分析时,应注意称样量、定容、分取比例,降低灵敏系数,减少对总不确定度的贡献,标准曲线制备的质量是影响不确定度的关键因素,应选择高质量的标准物。
样品越接近标准溶液系列浓度平均值,不确定度越小,在设计实验时应使标准溶液系列浓度平均值尽量与未知样品浓度接近,虽然在不确定度公式中没有直接反映分析仪器、方法原理等方面带来的影响,但实际上这些不确定度包括在实验标准差中。掌握了与不确定度有关的因素,可以更好地做好实验设计,降低不确定度,提高分析结果的准确度。
2)认识不确定度的重要性,正确评估测定结果的不确定度测定结果的不确定度则是评价测定结果质量的依据,不确定度越小,说明测定结果的质量越好,水平越高,使用价值也越高,反之则说明测定结果差。化学分析测定结果不确定度评估人员应充分认识不确定度的重要性,正确评估不确定度。
初步的分析就可快速确定不确定度最重要的来源,合成不确定度的数值取决于那些重要的不确定度分量。评估不确定度时,正确的做法应该是集中精力分析最大的不确定度分量。
参考文献
[1]CNAS-GL06.化学分析中不确定度的评估指南[S].2006.
[2]GB/T15000.9-2004.标准样品工作导则(9)分析化学中的校准和有证标准样品的使用[S].